Pas vraiment. Il n’y a que quelques éléments à connaître, dont certains vous sont probablement déjà familiers, pour comprendre l’idée de base de l’effet de serre et pourquoi il est si important pour la Terre.
Vous savez que lorsque vous vous tenez à la lumière du soleil, vous vous sentez plus chaud que lorsque vous êtes dans l’ombre, donc vous pouvez sentir que la lumière (énergie radiante) que le soleil émet transporte de l’énergie qui peut réchauffer un objet-vous. Bien que vous ne puissiez généralement pas la voir, tous les objets dégagent de l’énergie rayonnante et vous pouvez parfois sentir cette énergie. Par exemple, s’il y a une casserole d’eau chaude sur votre cuisinière, vous pouvez sentir l’énergie rayonnante qu’elle dégage sans la toucher. Vous appelez généralement ce que vous ressentez de la « chaleur », mais il est plus exact de penser qu’il s’agit d’une sorte de lumière invisible appelée « rayonnement infrarouge » qui réchauffe votre peau, tout comme la lumière du soleil. La quantité d’énergie de rayonnement infrarouge émise par un objet chauffé dépend de sa température – plus la température est élevée, plus l’énergie émise est importante. Comme vous le savez, vous pouvez facilement distinguer un objet chaud d’un objet chaud en tenant votre main près des objets et en sentant la différence d’effet de chauffage sur votre peau.
Ces idées sont fondamentales pour comprendre l’équilibre énergétique entre le soleil et la Terre. Tout comme la lumière du soleil vous réchauffe, elle réchauffe également la surface de la Terre. La Terre ne continue pas à se réchauffer de plus en plus en absorbant l’énergie du soleil, car elle rejette de l’énergie dans l’espace sous forme de rayonnement infrarouge invisible. Pour atteindre l’équilibre énergétique, la quantité d’énergie de rayonnement infrarouge émise par la Terre doit être égale à la quantité d’énergie absorbée par la lumière du soleil. La quantité d’énergie de rayonnement infrarouge émise par la Terre dépend de sa température. La température moyenne de la Terre nécessaire à l’équilibre énergétique avec le soleil serait de -18 °C (0 °F), s’il n’y avait pas d’effet de serre atmosphérique. L’effet de serre a maintenu la température moyenne de la Terre à un niveau bien plus élevé pendant des milliards d’années, rendant possible l’évolution de la vie telle que nous la connaissons. Au cours des derniers millénaires, la température moyenne de la Terre a été d’environ 15 °C (59 °F).
La figure ci-dessous illustre comment les gaz à effet de serre maintiennent la Terre plus chaude qu’elle ne le serait sans eux. L’énergie du soleil est représentée à gauche où l’on voit qu’une partie de l’énergie radiante du soleil traverse l’atmosphère, est absorbée et réchauffe la surface de la Terre. Le reste est réfléchi, en grande partie par les nuages dans l’atmosphère et la glace et la neige à la surface, et n’est pas absorbé. L’énergie perdue par la Terre est illustrée à droite, où sont montrés les destins du rayonnement infrarouge émis (dégagé) par la Terre. La flèche rouge droite partant de la surface et traversant l’atmosphère représente la fraction du rayonnement infrarouge émis qui passe dans l’espace à travers l’atmosphère sans changement. Le reste du rayonnement infrarouge, la flèche rouge épaisse, est absorbé par les gaz à effet de serre et les nuages dans l’atmosphère, puis réémis dans toutes les directions, comme le montre la série de flèches orange. Cette capacité à absorber et à réémettre le rayonnement infrarouge est la condition essentielle des gaz à effet de serre. Tous les gaz dont les molécules ont trois atomes ou plus sont des gaz à effet de serre – le dioxyde de carbone (CO2), la vapeur d’eau (H2O) et le méthane (CH4) sont des gaz à effet de serre importants qui ont maintenu la température chaude de la Terre pendant des milliards d’années.