Causes du changement climatique

L'effet de serre naturel et ses perturbations par les activités humaines

Flux dʼénergie actuels en W/m²

Note : la Terre reçoit en permanence de l'énergie du soleil. La partie de cette énergie qui n'est pas réfléchie par l'atmosphère, notamment les nuages ou la surface terrestre (océans et continents), est absorbée par la surface terrestre qui se réchauffe en l'absorbant. En contrepartie, les surfaces et l'atmosphère émettent du rayonnement infrarouge d'autant plus intense que les surfaces sont chaudes. Une partie de ce rayonnement est absorbée par certains gaz et par les nuages puis réémise vers la surface, ce qui contribue à la réchauffer. Ce phénomène est appelé l'effet de serre.
Sources : d'après Météo-France ; Giec, 1^er groupe de travail, 2021

L'augmentation de la concentration atmosphérique de GES par les émissions anthropiques (voir glossaire) accroît l'émission d'énergie vers le sol, entraînant un déséquilibre du bilan énergétique de la Terre et une élévation de sa température en surface. La modification, par rapport à une année de référence, de la radiation induite par un élément est appelée forçage radiatif. Un forçage radiatif positif indique une contribution positive au réchauffement climatique. Le forçage radiatif d'origine anthropique net était nul en 1750, à + 0,6 W/m² en 1950 et à + 2,3 W/m² en 2011. En 2023, il s'élève à + 2,8 W/m².

Gaz à effet de serre (GES)

Hors vapeur d'eau, les GES occupent moins de 0,1 % du volume atmosphérique. La vapeur d'eau, qui fluctue entre 0,4 et 4 %, est le principal gaz à effet de serre. Les activités humaines ont très peu d'impacts directs sur les fluctuations de sa concentration, mais ont un impact fort sur les concentrations des autres GES.

	CO2 Dioxyde de carbone	CH4 Méthane	N2O Protoxyde d'azote	HFC Hydrofluoro­carbures	PFC Perfluoro­carbures	SF6 Hexafluorure de soufre	NF3 Trifluorure d'azote
Concentration atmosphérique 2024* (en 2005 entre parenthèses)	423 ppm (379 ppm)	1 922 ppb (1 774 ppb)	337 ppb (319 ppb)	255 ppt (> 49 ppt)	92,8 ppt (> 4,1 ppt)	11,7 ppt (5,7 ppt)	2,5 ppt (0 ppt)
Pouvoir de réchauffement global (cumulé sur 100 ans)	1	28	273	[< 1 ;12 400] selon les gaz	[< 1 ; 11 100] selon les gaz	24 300	17 400
Origine des émissions anthropiques	Combustion d'énergie fossile, procédés industriels et déforestation	Décharges, agriculture, élevage et procédés industriels	Agriculture, procédés industriels, utilisation d'engrais	Sprays, réfrigération, procédés industriels			Fabrication de composants électroniques
Modification du forçage radiatif en 2023 depuis 1750 par les émissions anthropiques (W/m2) (en 2011 entre parenthèses)**	+ 2,28 (+ 1,8282)	+ 0,56 (+ 0,4848)	+ 0,22 (+ 0,177)	+ 0,05 (+ 0,02)

* En 2021 pour les gaz HFC, PFC, NF₃.
** En 2019 (et 2005) pour les gaz HFC, PFC, SF₆, NF₃.
Note : ppm = partie par million ; ppb = partie par milliard ; ppt = partie par millier de milliards.
Sources : Giec, 2021 ; Indicators of Global Climate Change, 2022 et 2024 ; NOAA, 2024

Le pouvoir de réchauffement global (PRG, voir glossaire) est le rapport entre l'énergie renvoyée vers le sol par 1 kg de gaz et celle que renverrait 1 kg de CO₂ sur une période donnée. Il dépend des propriétés radiatives et des durées de vie des gaz dans l'atmosphère. Par exemple, 1 kg de méthane (CH₄) réchauffera autant l'atmosphère que 28 kg de CO₂ au cours du siècle qui suit leur émission, et autant que 84 kg de CO₂ durant les vingt premières années. Si le CO₂ est le gaz qui a le plus petit pouvoir de réchauffement global, il est celui qui a contribué le plus au réchauffement climatique depuis 1750 du fait des importantes quantités émises.

Concentration de dioxyde de carbone (CO₂) atmosphérique

Source : National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), USA, 2024

Le CO₂ est le principal gaz à effet de serre d'origine anthropique. La concentration atmosphérique de CO₂ est en hausse constante depuis plusieurs décennies et a atteint 423 ppm début 2024. Pour limiter le réchauffement climatique à 2 °C par rapport à l'ère préindustrielle, la concentration moyenne à ne pas dépasser est de 450 ppm, soit seulement 30 ppm environ de plus que le niveau de concentration actuel.

Concentration de méthane (CH₄) atmosphérique

Note : moyennes annuelles de prélèvements d'air sur les surfaces marines du globe.
Source : National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), USA, 2024

La concentration atmosphérique moyenne du méthane en 2024 est de 1,93 ppm (1 928 ppb), soit environ 217 fois moindre que celle du CO₂. Cependant, son pouvoir de réchauffement global (PRG, voir glossaire et p. 13) est beaucoup plus élevé que celui du CO₂. Plus d'un quart du réchauffement global depuis la période préindustrielle lui est attribué. L'accroissement des émissions de méthane s'est accéléré ces dernières années, y compris pendant la pandémie de Covid-19.

Déséquilibre entre les émissions et la capacité de stockage du CO₂

Flux annuels nets de CO₂ d'origine anthropique en moyenne sur la période 2012-2022 (émissions vers l'atmosphère et absorption par les réservoirs terrestres et océaniques)

Note : l'incertitude pour l'augmentation de la concentration atmosphérique en CO₂ est très faible (± 0,02 Gt CO₂/an) et n'a pas été représentée sur le graphique.
Source : Global Carbon Budget, 2024

Au cours de la dernière décennie (2012-2022), sur les 41 Gt CO₂ générées en moyenne par an par les activités humaines, l'atmosphère en a absorbé près de 19, les réservoirs terrestres (végétation et sols) 12 et les océans 10. L'atmosphère est le réservoir le plus affecté par les activités anthropiques : il a absorbé près de 50 % de la quantité de carbone émise au cours des soixante dernières années, contribuant à accentuer l'effet de serre.

À l'échelle mondiale, les terres forestières sont un important puits de carbone. Le puits brut attribué à la biosphère terrestre – c'est-à-dire essentiellement aux forêts – compense 33 % des émissions anthropiques annuelles de carbone, soit environ 12 Gt CO₂. En intégrant la déforestation et, dans une moindre mesure, les incendies et la dégradation des forêts, le secteur forestier devient à l'inverse une source de carbone. En effet, ces phénomènes entraînent des émissions liées à la perte des stocks de carbone forestier via la combustion et la décomposition des matières organiques. Ces émissions nettes représentent environ 14 % des émissions anthropiques annuelles de carbone dans le monde (Giec, 2022) - (voir p. 63 pour ce qui concerne les puits de carbone forestiers en France).