L'effet de serre est un phénomène naturel résultant de la réémission, sous forme d'un rayonnement thermique infrarouge, d'une partie du rayonnement solaire incident, par la surface terrestre. Les gaz à effet de serre que sont la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane et l'oxyde nitrique, piègent ce rayonnement thermique dans l'atmosphère terrestre, augmentant ainsi la température au sol de quelque trente degrés. Notons qu'en l'absence d'atmosphère, la température de surface de notre planète serait inférieure à - 15 degrés Celsius. L'effet de serre d'origine naturelle est donc indispensable au développement de la Vie sur Terre.

Depuis le début de l'ère industrielle, l'on note une constante augmentation de la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmophère : celle du dioxyde de carbone a augmenté de 30%, celle du méthane de 150 %, celle de l'oxyde nitrique de 17%. Parallèlement, la lente décroissance de la température moyenne à la surface du globe constatée entre l'an 1000 et l'an 1850 s'est brutalement transformée en croissance exponentielle. Ainsi l'année 1998 fut-elle la plus chaude du XXème siècle. Plus généralement, les sept années les plus chaudes se situent entre 1990 et 1999. La tentation est grande naturellement d'établir une relation de cause à effet entre cette augmentation de température moyenne à la surface du globe et la hausse de la concentration atmosphérique en gaz à effet de serre.

A gauche figurent les variations de température moyenne de surface du globe au cours du dernier millénaire.
A droite est mis en évidence le rôle des gaz à effet de serre dans l'élévation de température moyenne.

Voyons ce que révèlent les modèles mathématiques déduits de l'application des lois physiques régissant le système climatique aux paramètres atmosphériques que sont la température, la pression, le vent, l'humidité, ... Ces modèles sont de complexité variable : les modèles climatiques les plus complexes ont une résolution spatiale de quelques centaines, voire quelques dizaines de kilomètres carrés - on entend par résolution spatiale la surface d'un volume d'atmosphère dont la hauteur avoisine les 100 kilomètres. Elle est maximale pour les modèles météorologiques.

Afin de mieux tenir compte des transferts de chaleur entre les différents composants du système climatique, les modèles décrivant l'évolution du climat à long terme sont couplés aux systèmes océaniques. Si la prise en compte des effets de la variabilité solaire et des éruptions volcaniques suffit à retracer l'évolution passée de la température moyenne du globe, l'injection de la part toujours croissante des gaz à effet de serre se révèle nécessaire en revanche à rendre compte de l'augmentation brutale de température depuis la fin de l'ère industrielle. Preuve que le climat évolue sous l'effet de causes naturelles et humaines. Preuve également que l'essentiel du réchauffement observé depuis cinquante ans est en grande partie attribuable aux activités de l'Homme.

Les projections climatiques sont obtenues à partir des mêmes modèles couplés, qui tous convergent vers un même scénario : une augmentation de la température moyenne comprise entre 1,5 et 6 degrés dans les cent ans à venir, selon que l'évolution envisagée de la concentration atmosphérique en gaz à effet de serre et en aérosols sera plus ou moins rapide. En moyenne, la hausse de température sur les cent ans à venir est estimée à quelque trois degrés : très élevée aux hautes latitudes, cette hausse se traduirait par la fonte des banquises, ces blocs de glace dont l'épaisseur est déjà passée de 3 à 1,80 mètres en moins de quarante ans. A terme, ces agents responsables de la circulation thermohaline - lors de leur formation, l'eau froide salée est rejetée en profondeur et l'eau chaude remontant des tropiques est bloquée - et de l'équilibre climatique - sa surface absorbe 30% du rayonnement solaire incident contre 5% pour les surfaces continentales - pourraient fort bien disparaître. Ce qui se traduirait par le réchauffement des eaux polaires et la déviation des courants marins chauds de leur trajectoire initiale.

Autre conséquence directe d'une hausse moyenne de température de trois degrés sur l'ensemble de la surface du globe : l'augmentation de la température continentale de quelque deux degrés l'hiver, de trois à cinq degrés l'été, et une intensification des précipitations hivernales. Sur tous ces points, les modèles numériques convergent, renforçant ainsi leur probabilité. L'incertitude demeure en revanche quant au nombre et à l'intensité des cyclones tropicaux à venir, quant à la fréquence des tempêtes à moyenne latitude, ... Là, les modèles divergent effet.

De tels changements climatiques, plus ou moins prononcés selon que la concentration atmosphérique en gaz à effet de serre augmentera rapidement ou non, ne seront pas sans incidence sur notre vie quotidienne. Les ressources en eau, bien qu'en augmentation aux hautes latitudes (Sbérie, Canada, ...), devraient diminuer en revanche aux latitudes intermédiaires. Combinée à une évapotranspiration croissante, cette baisse des précipitations annuelles devrait se traduire par d'importants déficits hydrologiques préjudiciables aux écosystèmes - et par extension, aux ressources alimentaires. A ces problèmes de nutrition se superposera la migration des maladies tropicales vers l'Europe, transmises qu'elles seront par des insectes dont les routes migratoires se trouvent déjà perturbées. Bref, un véritable scénario catastrophe nous attend, qui très rapidement deviendra réalité, si chacun d'entre nous ne prend pas immédiatement conscience de la nécessité d'adopter de nouveaux comportements, davantage respectueux de l'environnement !