Gaz à effet de serre- les composants gazeux de l'atmosphère d'origine naturelle ou anthropique, qui absorbent et réémettent le rayonnement infrarouge.
L'augmentation anthropique de la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère entraîne une augmentation de la température de surface et un changement climatique.
La liste des gaz à effet de serre soumis à limitation en vertu de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (1992) est définie à l'annexe "A" du protocole de Kyoto (signé à Kyoto (Japon) en décembre 1997 par 159 États) et comprend le dioxyde de carbone (CO2 ) et méthane ( CH4), protoxyde d'azote (N2O), hydrocarbures perfluorés (PFC), hydrofluorocarbures (HFC) et hexafluorure de soufre (SF6).
vapeur d'eau- le gaz à effet de serre le plus courant - est exclu de cette considération, car il n'y a aucune preuve d'une augmentation de sa concentration dans l'atmosphère (c'est-à-dire que le danger qui lui est associé n'est pas visible).
Dioxyde de carbone (dioxyde de carbone) (CO2)- la source la plus importante du changement climatique, représentant, selon les estimations, environ 64% le réchauffement climatique.
Principales sources d'émission gaz carbonique la production, le transport, la transformation et la consommation de combustibles fossiles (86 %), la déforestation et autres combustions de biomasse (12 %) et d'autres sources (2 %), telles que la production de ciment et l'oxydation du monoxyde de carbone. Une fois libérée, la molécule de dioxyde de carbone traverse l'atmosphère et le biote et est finalement absorbée par les processus océaniques ou par accumulation à long terme dans le stockage biologique terrestre (c'est-à-dire absorbée par les plantes). La durée pendant laquelle environ 63 % du gaz est éliminé de l'atmosphère est appelée temps de séjour effectif. Le temps de séjour effectif estimé pour le dioxyde de carbone varie de 50 à 200 ans.
Le méthane (CH4) a une origine à la fois naturelle et anthropique. Dans ce dernier cas, il se forme à la suite de la production de carburant, de la fermentation digestive (par exemple, dans le bétail), de la riziculture, de la déforestation (principalement due à la combustion de la biomasse et à la décomposition de la matière organique en excès). Le méthane est responsable d'environ 20 % du réchauffement climatique. Les émissions de méthane sont une source importante de gaz à effet de serre.
Protoxyde d'azote (N2O)- le troisième gaz à effet de serre du protocole de Kyoto. Libéré pendant la production et l'utilisation engrais minéraux, dans l'industrie chimique, dans l'agriculture, etc. Il représente environ 6% du réchauffement climatique.
Perfluorocarbures- PFC (Perfluorocarbures - PFC) Composés d'hydrocarbures dans lesquels le fluor remplace partiellement le carbone. Les principales sources de ces gaz sont la production d'aluminium, d'électronique et de solvants. Lors de la fusion de l'aluminium, les émissions de PFC se produisent dans un arc électrique ou dans ce que l'on appelle des «effets anodiques».
Hydrofluorocarbures (HFC)- les composés hydrocarbonés dans lesquels les halogènes remplacent partiellement l'hydrogène. Les gaz conçus pour remplacer les substances appauvrissant la couche d'ozone ont des GWP exceptionnellement élevés (140 11700).
Hexafluorure de soufre (SF6)- gaz à effet de serre, utilisé comme matériau d'isolation électrique dans l'industrie de l'énergie électrique. Des émissions se produisent lors de sa production et de son utilisation. Il reste dans l'atmosphère très longtemps et est un absorbeur actif rayonnement infrarouge. Par conséquent, ce composé, même avec des émissions relativement faibles, a le potentiel d'influencer le climat pendant longtemps dans le futur.
Effet de serre de différents gaz peut être réduite à un dénominateur commun, exprimant combien 1 tonne d'un gaz particulier produit un effet supérieur à 1 tonne de CO2. Pour le méthane, le facteur de conversion est de 21 ; pour le protoxyde d'azote, de 310 ; et pour certains gaz fluorés, de plusieurs milliers.
1. Accroître l'efficacité de l'utilisation de l'énergie dans les secteurs concernés de l'économie nationale ;
2. Protection et amélioration de la qualité des puits et accumulateurs de gaz à effet de serre, compte tenu de leurs obligations au titre des accords environnementaux internationaux pertinents ; promouvoir les pratiques de gestion durable des forêts, le boisement et le reboisement de manière durable;
3. Encouragements formes durables Agricultureà la lumière des considérations liées au changement climatique ;
4. Faciliter la mise en œuvre, conduire travail de recherche, le développement et l'utilisation accrue de formes d'énergie nouvelles et renouvelables, de technologies d'absorption du dioxyde de carbone et de technologies innovantes respectueuses de l'environnement;
5. Réduction progressive ou élimination des distorsions du marché, des incitations fiscales, des exonérations de taxes et droits et des subventions contraires à l'objectif de la Convention dans tous les secteurs émetteurs de gaz à effet de serre, et utilisation d'instruments fondés sur le marché ;
6. Promouvoir des réformes appropriées dans les secteurs concernés pour favoriser la mise en œuvre de politiques et de mesures qui limitent ou réduisent les émissions de gaz à effet de serre ;
7. Mesures pour limiter et/ou réduire les émissions de gaz à effet de serre provenant des transports ;
Contrôle et/ou réduction des émissions de méthane grâce à la récupération et à l'utilisation dans l'élimination des déchets, ainsi que dans la production, le transport et la distribution d'énergie.
Ces dispositions du Protocole sont de nature générale et offrent aux Parties la possibilité de choisir et de mettre en œuvre de manière indépendante l'ensemble de politiques et de mesures qui conviendra le mieux aux circonstances et priorités nationales.
La principale source d'émissions de gaz à effet de serre en Russie est le secteur de l'énergie, qui représente plus d'un tiers des émissions totales. La deuxième place est occupée par l'extraction du charbon, du pétrole et du gaz (16%), la troisième - l'industrie et la construction (environ 13%).
Ainsi, la plus grande contribution à la réduction des émissions de gaz à effet de serre en Russie peut être apportée en réalisant l'énorme potentiel d'économies d'énergie. À l'heure actuelle, l'intensité énergétique de l'économie russe dépasse la moyenne mondiale de 2,3 fois et la moyenne des pays de l'UE de 3,2 fois. Le potentiel d'économies d'énergie en Russie est estimé à 39-47% de la consommation d'énergie actuelle, et il se situe principalement dans la production d'électricité, la transmission et la distribution d'énergie thermique, les industries et les pertes d'énergie improductives dans les bâtiments.
Le matériel a été préparé sur la base d'informations provenant de sources ouvertes
1.2.1 Gaz à effet de serre
Les gaz à effet de serre sont les constituants gazeux de l'atmosphère, à la fois naturels et anthropiques, qui absorbent et réémettent le rayonnement infrarouge.
Accumulateur - composants du système climatique dans lesquels les gaz à effet de serre s'accumulent.
Puits - tout processus, activité ou mécanisme qui absorbe les gaz à effet de serre.
Source - tout processus, type d'activité, à la suite duquel les gaz à effet de serre pénètrent dans l'atmosphère.
Dioxyde de carbone - dioxyde de carbone, se forme constamment dans la nature lors de l'oxydation matière organique: décomposition des restes végétaux et animaux, respiration. Sa source principale est les processus anthropiques : combustion de combustibles fossiles (charbon, gaz, pétrole et produits de son traitement, schiste bitumineux, bois de chauffage). Toutes ces substances sont principalement composées de carbone et d'hydrogène. Par conséquent, ils sont également appelés carburants organiques à base d'hydrocarbures. En raison de leur combustion, jusqu'à 80 % du dioxyde de carbone pénètre dans l'atmosphère.
Lors de la combustion, comme vous le savez, l'oxygène est absorbé et le dioxyde de carbone est libéré. À la suite de ce processus, chaque année, l'humanité libère 7 milliards de tonnes de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Dans le même temps, les forêts sont abattues sur Terre - l'un des principaux consommateurs de dioxyde de carbone, d'ailleurs, elles sont abattues à raison de 12 hectares par minute. Il s'avère donc que de plus en plus de dioxyde de carbone pénètre dans l'atmosphère, et de moins en moins est consommé par les plantes.
Raisons de l'augmentation de la teneur en CO 2 dans l'atmosphère :
1. brûler des combustibles fossiles ;
2. déforestation ;
3. agricole ;
4. le surpâturage et un certain nombre d'autres violations.
Le cycle du dioxyde de carbone sur Terre est perturbé, donc dans dernières années Non seulement le dioxyde de carbone atmosphérique augmente, mais le taux de croissance augmente également. Et plus c'est, plus c'est fort Effet de serre.
Viennent ensuite, en termes de contribution à l'effet de serre, le méthane CH 4 et l'oxyde nitreux N 2 O. La concentration de ces deux gaz est déterminée à la fois par des causes naturelles et anthropiques.
Ainsi, une source naturelle de CH 4 est constituée de sols gorgés d'eau dans lesquels se produisent des processus de décomposition anaérobie. Le méthane est aussi appelé gaz des marais. En quantités considérables, il est également fourni par de vastes mangroves sous les tropiques. Il pénètre dans l'atmosphère et à partir de failles tectoniques et de fissures lors de tremblements de terre. Les émissions anthropiques de méthane sont également importantes. Les émissions naturelles et anthropiques sont estimées à environ 70 % et 30 %, mais ces dernières augmentent rapidement.
A 15-20 km d'altitude, sous l'action du soleil, il se décompose en hydrogène et en carbone qui, combiné à l'oxygène, forme du CO 2.
On suppose que le méthane est la principale cause du réchauffement. En particulier, docteur en sciences géologiques et minéralogiques N.A. Yasamanov, suggèrent que le méthane est principalement "coupable" du réchauffement climatique actuel. Aussi, la concentration de méthane augmente dans le processus d'intensification des activités agricoles.
Les sources naturelles de N2O dans l'atmosphère comprennent l'océan et les sols. L'additif anthropique est associé à la combustion du carburant et de la biomasse, à la lixiviation des engrais azotés.
L'intensité de la libération de N 2 O a augmenté rapidement ces derniers temps (de 0,1 % à 1,3 % par an). Cette croissance est principalement due à l'utilisation accrue d'engrais minéraux. La durée de vie de N 2 O est longue - 170 ans.
La part de l'impact sur le réchauffement climatique de chaque gaz est indiquée dans le tableau 1.
Tableau 1. Principaux gaz à effet de serre, leurs sources et contribution au réchauffement climatique (données de 2000) .
| Gaz | sources principales | Part d'influence sur le réchauffement climatique, % |
| Carbonique | Production, transport et incinération | 64 |
| combustibles fossiles (86 %) Déforestation tropicale et combustion de la biomasse (12 %) Autres sources (2 %) | ||
| Une fuite gaz naturel Production de carburant Vie animale (fermentation digestive) Rizières Déforestation | 20 | |
| Protoxyde d'azote | Application d'engrais azotés | 6 |
| Combustion de biomasse Combustion d'énergie fossile |
Qu'est ce qui est mauvais. Les fluctuations de la quantité de dioxyde de carbone sont dues aux fluctuations saisonnières. Un excès de dioxyde de carbone contribue à augmenter les rendements des cultures agricoles. " L'académicien de l'Académie des sciences de Russie K.Ya. Kondratiev, auteur de nombreuses monographies sur le rayonnement solaire, l'effet de serre dans l'atmosphère et les effets multidimensionnels changement global, climatique...
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Gaz à effet de serre
Le principal gaz à effet de serre est la vapeur d'eau (H 2 O), responsable d'environ les deux tiers de l'effet de serre naturel. Les autres principaux gaz à effet de serre sont le dioxyde de carbone (CO 2), le méthane (CH 4), l'oxyde nitreux (N 2 O) et les gaz à effet de serre fluorés. Ces gaz sont réglementés par le Protocole de Kyoto.
Les CFC et les HCFC sont également des gaz à effet de serre, mais contrôlés par le Protocole de Montréal plutôt que par le Protocole de Kyoto.
L'ozone stratosphérique est lui-même un gaz à effet de serre. Ainsi, l'appauvrissement de la couche d'ozone a servi à atténuer certains aspects du changement climatique, tandis que la récupération de l'ozone contribuera au changement climatique.
Gaz carbonique
Le principal contributeur à l'effet de serre (artificiel) est le dioxyde de carbone (CO 2 ). Dans les pays industrialisés, le CO 2 représente plus de 80 % des émissions de gaz à effet de serre.
Actuellement, le monde émet plus de 25 milliards de tonnes de dioxyde de carbone chaque année. Le CO 2 /sub> peut rester dans l'atmosphère pendant 50 à 200 ans, selon la manière dont il est renvoyé dans la circulation de la terre et des océans.
Méthane
Le deuxième gaz à effet de serre le plus important pour renforcer l'effet de serre est le méthane CH 4 . Les concentrations atmosphériques de méthane ont doublé depuis le début de la révolution industrielle et contribuent pour 20 % à l'effet de serre. Dans les pays industrialisés, le méthane représente généralement 15 % des émissions de gaz à effet de serre.
Les émissions anthropiques de méthane sont associées à l'exploitation minière, à la combustion de combustibles fossiles, à l'élevage, à la riziculture et aux décharges.
Le GWP du méthane est 23 fois supérieur à celui du CO 2 .
Protoxyde d'azote
L'oxyde nitreux (N 2 O) est naturellement libéré des océans et des forêts tropicales et par les bactéries dans les sols. Les sources d'influence humaine comprennent les engrais azotés, la combustion de combustibles fossiles et production industrielle les produits chimiques qui utilisent de l'azote, comme le traitement des eaux usées.
Dans les pays industrialisés, le N 2 O est responsable d'environ 6 % des émissions de gaz à effet de serre. Comme le CO2 et le méthane, le protoxyde d'azote est un gaz à effet de serre dont les molécules absorbent la chaleur lorsqu'il tente de s'échapper dans l'espace. Le N 2 O a 310 fois plus de potentiel que le CO 2 .
Depuis le début de la révolution industrielle, les concentrations de protoxyde d'azote dans l'atmosphère ont augmenté de 16 % et contribuent pour 4 à 6 % à l'effet de serre.
Gaz à effet de serre fluorés
Le dernier groupe de gaz à effet de serre comprend les constituants fluorés tels que les hydrofluorocarbures (HFC) qui sont utilisés comme réfrigérants et agents gonflants, les carbones perfluorés (PFC) qui sont émis lors de la production d'aluminium ; et les hexaflorures de soufre (GHF-SF 6), qui sont utilisés dans l'industrie électronique.
Ce sont les seuls gaz à effet de serre qui ne sont pas produits dans la nature.
Les concentrations atmosphériques sont faibles, elles représentent environ 1,5 % des émissions totales de gaz à effet de serre des pays industrialisés. Cependant, ils sont extrêmement puissants; ils ont 1 000 à 4 000 fois plus de potentiel que le CO 2 et certains plus de 22 000 fois.
Les HFC sont l'une des alternatives aux HCFC dans la réfrigération, la climatisation et le moussage. Les implications de ces puissantes capacités de serre sont donc un facteur qui doit être pris en compte lors de la sélection d'alternatives et de l'élaboration de stratégies d'éradication.
On considère que la principale raison de l'impact sur le climat est une augmentation de la part des gaz à effet de serre dans l'atmosphère, entraînant une augmentation de la température, suivie par la fonte des glaciers et une augmentation du niveau des océans, ce qui entraînera une changement climatique mondial. Pendant 130 ans, de 1860 à 1990, la température globale moyenne de l'atmosphère a augmenté de 1°C et cette tendance se poursuit jusqu'à nos jours
Pour la première fois, l'idée de l'effet de serre a été exprimée par J. B. Fourier en 1827. Selon lui, l'atmosphère est comme une coquille de verre transparente qui permet à la lumière du soleil de pénétrer à la surface de la terre, mais retarde le rayonnement latent de la Terre.
Essence Effet de serre est la suivante : les gaz à effet de serre agissent comme du verre, ce qui a pour effet de concentrer la chaleur sous l'enveloppe qu'ils créent autour de la terre. L'énergie de la lumière, pénétrant à travers l'atmosphère, est absorbée par la surface de notre planète, se transforme en énergie thermique et est libérée sous forme de chaleur. La chaleur, comme vous le savez, contrairement à la lumière, ne sort pas à travers le verre, mais s'accumule à l'intérieur de la serre, augmentant considérablement la température de l'air et augmentant l'évaporation. Le principal absorbeur de rayonnement thermique du Soleil et de la surface terrestre est l'eau, qui est présente sous forme de vapeurs et de nuages. Moins de 7% du rayonnement émis par la surface terrestre passe par des "fenêtres de transparence", mais ces fenêtres sont considérablement réduites du fait de la présence de molécules de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
Gaz à effet de serre
Méthane. Le réchauffement climatique est de 12% dû au méthane (CH 4). Il se forme lors du processus de décomposition bactérienne anaérobie dans les marécages, les rizières et les décharges, dans l'estomac des vaches et des moutons et dans les intestins des termites, des fuites de puits de gaz, des gazoducs, des fours, des fours. Au cours des dernières décennies, la teneur en méthane a augmenté en raison de l'augmentation de la superficie occupée par le riz, ainsi qu'à la suite de la création de grandes exploitations d'élevage. Le méthane persiste dans la troposphère pendant environ 11 ans. Chaque molécule de CH 4 contribue à l'effet de serre 25 fois plus qu'une molécule de CO 2 . Les émissions de méthane augmentent de 1 % par an.
Protoxyde d'azote. Le réchauffement climatique est de 6% dû au protoxyde d'azote (N 2 O). Il est libéré lors de la décomposition des engrais azotés dans les sols, des effluents des élevages, et lors de la combustion de la biomasse. Il persiste dans la troposphère en moyenne 150 ans. Chaque molécule N 2 O contribue 230 fois plus efficacement au réchauffement climatique qu'une molécule de CO 2 . Les émissions augmentent de 0,2 % par an.
Du fait du réchauffement, quelque chose d'irréparable peut se produire dans le destin de notre planète : les glaciers du Groenland, du Nord océan Arctique, Pôle Sud, enfin, glaciers de montagne ; le niveau de l'océan mondial augmentera considérablement (de 1,5 à 2 m et plus). La température moyenne de l'Antarctique augmentera de 5 o C, ce qui est suffisant pour faire fondre toute la calotte glaciaire. Le niveau de l'océan mondial augmentera partout de 4,5 à 8 m et de nombreuses zones côtières seront inondées (Shanghai, Le Caire, Venise, Bangkok, grandes surfaces plaines fertiles en Inde), et des millions de personnes seront forcées de migrer profondément dans les continents, vers les régions montagneuses ; l'influence de l'océan sur la terre augmentera par l'augmentation des tempêtes, des marées hautes et des marées basses. L'égalisation des températures à l'équateur et aux pôles entraînera une perturbation de la circulation atmosphérique actuelle, une modification du régime des précipitations (rareté des précipitations dans les zones agricoles), une diminution de la production de céréales, de viande et d'autres denrées alimentaires. Il y a peu d'espoir pour l'irrigation de ces territoires, car aujourd'hui encore, le niveau des eaux souterraines a sensiblement diminué et, d'ici le milieu du siècle, leurs réserves seront pratiquement épuisées. L'influence de « l'effet de serre » sur le climat régional commence déjà à se manifester : des sécheresses de longue durée dans Afrique du Sud(5 ans), Amérique du Nord (6 ans), hivers doux, etc.
Gaz carbonique. La déforestation intensive, la combustion de carburant, les ordures perturbent très sensiblement l'équilibre existant de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Chaque atome de carbone du carburant ajoute deux atomes d'oxygène lors de la combustion pour former du dioxyde de carbone, donc la masse de dioxyde de carbone augmente par rapport à la masse du carburant brûlé (1 kg de carburant → 3 kg de CO 2). A l'heure actuelle, ce gaz est responsable d'un réchauffement intensif de 57 %. Les émissions de CO2 augmentent de 4 % par an.
Fluorochlorocarbures(PHC ou CFC). La teneur en CFC dans l'atmosphère est faible par rapport au CO 2 , mais ils ont une capacité calorifique assez élevée : ils absorbent la chaleur beaucoup plus intensément (50 fois plus) que le dioxyde de carbone. Ces gaz sont responsables de 25% du réchauffement climatique. Les principales sources sont les fuites des climatiseurs, l'évaporation des générateurs d'aérosols. Les CFC peuvent rester dans l'atmosphère pendant 22 à 111 ans selon leur type. Les émissions de CFC augmentent de 5 % par an.
La production commerciale de fluorochlorocarbures, souvent appelés fréons, a commencé au milieu des années 1930. Le plus grand nombre Le fréon-11 (СFС1 3) et le fréon-12 (СF 2 С1 2) ont été utilisés comme agents moussants dans la production de matériaux polymères poreux, de charges dans les aérosols, ainsi que de réfrigérants dans les réfrigérateurs et les climatiseurs. Certains CFC ont été utilisés comme dégraissants : Fréon-113 (C 2 F 3 C1 3) et Fréon-114 (C 2 F 4 C1 2). Plus tard, les fréons ci-dessus, en raison de la forte teneur en chlore, ont été remplacés par CHC1P 2, qui détruit moins l'ozone, mais absorbe davantage les rayons IR et a un effet particulièrement actif sur l'effet de serre lors de son séjour dans la troposphère.
Qu'est-ce que le fréon
En 1931, lorsqu'un réfrigérant inoffensif pour le corps humain, le fréon, a été synthétisé. Par la suite, plus de quatre douzaines de fréons différents ont été synthétisés, différant les uns des autres par leur qualité et leur cercle chimique.Les moins chers et les plus efficaces étaient le R-11, R-12, qui a longtemps convenu à tout le monde. Au cours des 15 dernières années, ils sont tombés en disgrâce en raison de leurs propriétés appauvrissant la couche d'ozone. Tous les fréons sont basés sur deux gaz - méthane CH 4 et éthane - CH 3 -CH 3. Dans la technologie de réfrigération, le méthane est R-50, l'éthane est R-70. Tous les autres fréons sont obtenus à partir de méthane et d'éthane en remplaçant les atomes d'hydrogène par des atomes de chlore et de fluor. Par exemple, le R-22 est obtenu à partir du méthane en remplaçant un atome d'hydrogène par du chlore et deux par du fluor. La formule chimique de ce fréon est CHF 2 Cl. Les qualités physiques des réfrigérants dépendent de la teneur en trois composants - le chlore, le fluor et l'hydrogène. Ainsi, à mesure que le nombre d'atomes d'hydrogène diminue, l'inflammabilité des réfrigérants diminue et la stabilité augmente. Ils peuvent exister longtemps dans l'atmosphère sans se décomposer et nuire à l'environnement. À mesure que le nombre d'atomes de chlore augmente, la toxicité des réfrigérants et leur capacité d'appauvrissement de la couche d'ozone augmentent. Les dégâts aux frayeurs de la roser gelée sont excités, la fraude est dans le dépôt, qui est dans le dépôt du dépôt du dépôt des boues (R-410A, R-134A) et DO 13 à l'Ozonovo (R ---1-1-1-1, Ozonovo (R---1-1-1-1, Ozonno-Roman (R-1-1-2 Dans le même temps, le potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone du fréon R-12, jusqu'à la dernière fois, le plus répandu dans tout l'espace, a été pris comme un morceau. Dans la propriété de la tâche temporelle R-12, le fréon R-22 a été choisi, dont le potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone est de 0,05. En 1987, le Protocole de Montréal a été adopté pour limiter l'utilisation de substances appauvrissant la couche d'ozone. En particulier, selon cette loi, les auteurs seront contraints d'abandonner l'utilisation du fréon R-22, sur lequel fonctionnent aujourd'hui 90% de tous les climatiseurs. Dans la plupart des parties européennes, la vente de climatiseurs sur ce fréon sera interrompue déjà en 2002-2004. Et de nombreux modèles sans précédent sont déjà fournis en Europe uniquement avec des réfrigérants sans danger pour la couche d'ozone - R-407C et R-410A.
Si l'accumulation de "gaz à effet de serre" dans l'atmosphère n'est pas interrompue, alors dans la seconde moitié de ce siècle leur concentration doublera approximativement, ce qui conduira (selon modèles informatiques) au réchauffement climatique dans différentes zones d'une moyenne de 1,5 à 4,5 ° C: dans les zones froides de 10 ° C et dans les zones tropicales - de seulement 1 à 2 ° C.
Sous l'effet du réchauffement, quelque chose d'irréparable peut se produire dans le destin de notre planète : les glaciers du Groenland, de l'océan Arctique, du pôle Sud et enfin, les glaciers de montagne commenceront à fondre ; le niveau de l'océan mondial augmentera considérablement (de 1,5 à 2 m et plus). La température moyenne de l'Antarctique augmentera de 5 "C, ce qui est suffisant pour faire fondre toute la calotte glaciaire. Le niveau de l'océan mondial augmentera partout de 4,5 à 8 m et de nombreuses zones côtières seront inondées (Shanghai, Le Caire, Venise, Bangkok, de vastes zones de basses terres fertiles seront inondées) en Inde), et des millions de personnes seront forcées de migrer profondément dans les continents, vers des zones montagneuses ; l'influence de l'océan sur la terre augmentera par l'augmentation des tempêtes, des marées hautes, marées basses L'égalisation de la température à l'équateur et aux pôles entraînera une violation de la circulation atmosphérique actuelle, une modification du régime des précipitations (mauvaises précipitations dans les zones agricoles), une diminution de la production de céréales, de viande et d'autres aliments Il y a peu d'espoir pour l'irrigation de ces territoires, car aujourd'hui le niveau des nappes phréatiques a sensiblement diminué, et d'ici le milieu du siècle leurs réserves seront pratiquement épuisées. ), Severn oh Amérique (6 ans), hivers chauds, etc.
Avec le réchauffement général, les hivers seront plus froids qu'avant et les étés seront plus chauds. En outre, les sécheresses, inondations, ouragans, tornades et autres anomalies météorologiques et climatiques deviendront plus fréquentes et plus graves. Le réchauffement s'accompagnera d'une diminution de la bioproductivité, de la propagation des ravageurs et des maladies.
L'effet de serre dans l'atmosphère de notre planète est causé par le fait que le flux d'énergie dans la gamme infrarouge du spectre, s'élevant de la surface de la Terre, est absorbé par les molécules de gaz atmosphérique et renvoyé dans différentes directions, comme en conséquence, la moitié de l'énergie absorbée par les molécules de gaz à effet de serre retourne à la surface de la Terre, provoquant son réchauffement. A noter que l'effet de serre est un phénomène atmosphérique naturel (Fig. 5). S'il n'y avait pas du tout d'effet de serre sur Terre, la température moyenne sur notre planète serait d'environ -21 ° C, et donc, grâce aux gaz à effet de serre, elle est de + 14 ° C. Par conséquent, purement théoriquement, l'activité humaine, associée au rejet de gaz à effet de serre dans l'atmosphère terrestre, devrait conduire à un réchauffement supplémentaire de la planète. Principal gaz à effet de serre, dans l'ordre de leur impact estimé sur le bilan thermique de la Terre, sont la vapeur d'eau (36-70%), le dioxyde de carbone (9-26%), le méthane (4-9%), les halocarbures, l'oxyde nitrique.
Riz.
Les centrales électriques au charbon, les cheminées d'usine, les gaz d'échappement des voitures et d'autres sources de pollution d'origine humaine émettent ensemble environ 22 milliards de tonnes de dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre par an. L'élevage, l'application d'engrais, la combustion du charbon et d'autres sources produisent environ 250 millions de tonnes de méthane par an. Environ la moitié de tous les gaz à effet de serre émis par l'humanité restent dans l'atmosphère. Environ les trois quarts de toutes les émissions anthropiques de gaz à effet de serre au cours des 20 dernières années ont été causées par l'utilisation du pétrole, du gaz naturel et du charbon (Figure 6). Une grande partie du reste est causée par des modifications du paysage, principalement la déforestation.
Riz.
vapeur d'eau est aujourd'hui le gaz à effet de serre le plus important. Cependant, la vapeur d'eau est également impliquée dans de nombreux autres processus, ce qui rend son rôle loin d'être univoque dans différentes conditions.
Tout d'abord, lors de l'évaporation de la surface de la Terre et de la condensation ultérieure dans l'atmosphère, jusqu'à 40 % de toute la chaleur pénétrant dans l'atmosphère est transférée aux couches inférieures de l'atmosphère (troposphère) par convection. Ainsi, la vapeur d'eau lors de l'évaporation abaisse quelque peu la température de surface. Mais la chaleur dégagée par la condensation dans l'atmosphère est utilisée pour la réchauffer, et plus tard, pour réchauffer la surface de la Terre elle-même.
Mais après la condensation de la vapeur d'eau, des gouttelettes d'eau ou des cristaux de glace se forment, qui sont intensément impliqués dans les processus de diffusion. lumière du soleil, renvoyant une partie de l'énergie solaire dans l'espace. Les nuages, qui ne sont que des accumulations de ces gouttelettes et cristaux, augmentent la fraction d'énergie solaire (albédo) réfléchie par l'atmosphère elle-même vers l'espace (et d'autres précipitations des nuages peuvent tomber sous forme de neige, augmentant l'albédo de surface).
Cependant, la vapeur d'eau, même condensée en gouttelettes et en cristaux, possède toujours de puissantes bandes d'absorption dans la région infrarouge du spectre, ce qui signifie que le rôle des mêmes nuages est loin d'être univoque. Cette dualité est particulièrement visible dans les cas extrêmes suivants - lorsque le ciel est couvert de nuages par temps d'été ensoleillé, la température à la surface diminue, et si la même chose se produit une nuit d'hiver, alors, au contraire, elle augmente. La position des nuages affecte également le résultat final - à basse altitude, une nébulosité puissante reflète beaucoup d'énergie solaire, et l'équilibre peut être en faveur de l'effet anti-serre dans ce cas, mais à haute altitude, les cirrus raréfiés laissent beaucoup d'énergie solaire vers le bas, mais même les nuages raréfiés sont un obstacle presque insurmontable au rayonnement infrarouge et, et ici, nous pouvons parler de la prédominance de l'effet de serre.
Une autre caractéristique de la vapeur d'eau - une atmosphère humide contribue dans une certaine mesure à la liaison d'un autre gaz à effet de serre - le dioxyde de carbone, et son transfert par les précipitations à la surface de la Terre, où il peut être utilisé dans la formation de carbonates et de combustibles fossiles comme résultat de processus ultérieurs.
L'activité humaine a très peu d'effet direct sur la teneur en vapeur d'eau dans l'atmosphère - uniquement en raison de l'augmentation de la superficie des terres irriguées, des changements dans la superficie des marécages et du travail de l'énergie, qui est négligeable par rapport à la fond d'évaporation de toute la surface de l'eau de la Terre et de l'activité volcanique. De ce fait, bien souvent peu d'attention y est portée lorsque l'on considère le problème de l'effet de serre.
Cependant, l'effet indirect sur la teneur en vapeur d'eau peut être très important, en raison des rétroactions entre la teneur en vapeur d'eau atmosphérique et le réchauffement causé par d'autres gaz à effet de serre, que nous allons maintenant considérer.
On sait qu'avec une augmentation de la température, l'évaporation de la vapeur d'eau augmente également, et pour chaque tranche de 10 ° C, la teneur possible en vapeur d'eau dans l'air double presque. Par exemple, à 0 °C, la pression de vapeur saturante est d'environ 6 mb, à +10 °C - 12 mb et à +20 °C - 23 mb.
On peut voir que la teneur en vapeur d'eau dépend fortement de la température, et lorsqu'elle est abaissée pour une raison quelconque, d'une part, l'effet de serre de la vapeur d'eau elle-même diminue (en raison de la teneur réduite), et d'autre part, la condensation de la vapeur d'eau se produit , qui, bien sûr, ralentit considérablement la baisse de température due au dégagement de chaleur de condensation, mais après condensation, la réflexion de l'énergie solaire augmente, à la fois de l'atmosphère elle-même (diffusion sur les gouttelettes et les cristaux de glace) et de la surface ( chutes de neige), ce qui abaisse encore la température.
Lorsque la température augmente, la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère augmente, son effet de serre augmente, ce qui amplifie l'augmentation initiale de la température. En principe, la nébulosité augmente également (plus de vapeur d'eau pénètre dans les régions relativement froides), mais elle est extrêmement faible - selon I. Mokhov, environ 0,4% par degré de réchauffement, ce qui ne peut pas affecter considérablement la croissance de la réflexion de l'énergie solaire.
Gaz carbonique- le deuxième plus grand contributeur à l'effet de serre aujourd'hui, ne gèle pas lorsque la température baisse et continue à créer un effet de serre même aux températures les plus basses possibles dans des conditions terrestres. C'est probablement grâce à l'accumulation progressive de dioxyde de carbone dans l'atmosphère due à l'activité volcanique que la Terre a pu sortir de l'état des glaciations les plus puissantes (quand même l'équateur était recouvert d'une puissante couche de glace), ce qui il est tombé au début et à la fin du Protérozoïque.
Le dioxyde de carbone est impliqué dans un puissant cycle du carbone dans le système lithosphère-hydrosphère-atmosphère, et le changement du climat terrestre est principalement associé à un changement dans l'équilibre de son entrée dans l'atmosphère et de son élimination.
En raison de la solubilité relativement élevée du dioxyde de carbone dans l'eau, la teneur en dioxyde de carbone dans l'hydrosphère (principalement les océans) est désormais de 4x104 Gt (gigatonnes) de carbone (désormais, des données sur le CO2 en termes de carbone sont données), y compris en profondeur couches (Putvinsky, 1998). L'atmosphère contient actuellement environ 7,5x102 Gt de carbone (Alekseev et al., 1999). La teneur en CO2 dans l'atmosphère était loin d'être toujours faible - par exemple, dans l'Archéen (il y a environ 3,5 milliards d'années), l'atmosphère était composée de près de 85 à 90% de dioxyde de carbone, à une pression et une température nettement plus élevées (Sorokhtin, Ushakov , 1997). Cependant, le flux d'importantes masses d'eau vers la surface de la Terre à la suite du dégazage de l'intérieur, ainsi que l'émergence de la vie, ont assuré la liaison de la quasi-totalité de l'atmosphère et d'une partie importante du dioxyde de carbone dissous dans l'eau sous forme de carbonates (environ 5,5x107 Gt de carbone sont stockés dans la lithosphère (rapport GIEC, 2000)) . De plus, le dioxyde de carbone a commencé à être converti par les organismes vivants en diverses formes de minéraux combustibles. De plus, une partie du dioxyde de carbone a été séquestrée du fait de l'accumulation de biomasse, dont les réserves totales de carbone sont comparables à celles de l'atmosphère, et compte tenu des sols, qu'elle dépasse plusieurs fois.
Cependant, nous nous intéressons avant tout aux flux qui assurent l'entrée du dioxyde de carbone dans l'atmosphère et l'en retirent. La lithosphère fournit désormais un très faible flux de dioxyde de carbone entrant dans l'atmosphère principalement en raison de l'activité volcanique - environ 0,1 Gt de carbone par an (Putvinsky, 1998). Des flux significativement plus importants sont observés dans les systèmes océan (avec les organismes qui y vivent) - atmosphère et biote terrestre - atmosphère. Environ 92 Gt de carbone pénètrent dans l'océan chaque année à partir de l'atmosphère et 90 Gt retournent dans l'atmosphère (Putvinsky, 1998). Ainsi, environ 2 Gt de carbone sont en plus retirées de l'atmosphère par l'océan chaque année. Dans le même temps, environ 100 Gt de carbone par an pénètrent dans l'atmosphère dans les processus de respiration et de décomposition des êtres vivants morts terrestres. Dans les processus de photosynthèse, la végétation terrestre élimine également environ 100 Gt de carbone de l'atmosphère (Putvinsky, 1998). Comme nous pouvons le voir, le mécanisme d'entrée et de sortie de carbone de l'atmosphère est assez équilibré, fournissant des flux à peu près égaux. La vie humaine moderne inclut dans ce mécanisme un flux supplémentaire de plus en plus important de carbone dans l'atmosphère dû à la combustion de combustibles fossiles (pétrole, gaz, charbon, etc.) - selon des données, par exemple, pour la période 1989-99, une moyenne d'environ 6,3 Gt par an. En outre, le flux de carbone dans l'atmosphère augmente en raison de la déforestation et de la combustion partielle des forêts - jusqu'à 1,7 Gt par an (rapport du GIEC, 2000), tandis que l'augmentation de la biomasse qui contribue à l'absorption du CO2 n'est que d'environ 0,2 Gt par an. au lieu de près de 2 Gt par an. Même en tenant compte de la possibilité d'absorber environ 2 Gt de carbone supplémentaires par l'océan, il reste encore un flux supplémentaire assez important (actuellement, environ 6 Gt par an), qui augmente la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère. De plus, l'absorption de dioxyde de carbone par l'océan pourrait diminuer dans un proche avenir, et même le processus inverse est possible - la libération de dioxyde de carbone des océans. Cela est dû à une diminution de la solubilité du dioxyde de carbone avec une augmentation de la température de l'eau - par exemple, avec une augmentation de la température de l'eau de seulement 5 à 10 ° C, le coefficient de solubilité du dioxyde de carbone dans celui-ci diminue d'environ 1,4 à 1,2 .
Ainsi, le flux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère causé par activité économique n'est pas important par rapport à certains flux naturels, cependant, sa nature non compensée conduit à une accumulation progressive de CO2 dans l'atmosphère, ce qui détruit l'équilibre des entrées et sorties de CO2 qui s'est développé au cours des milliards d'années d'évolution de la Terre et de la vie sur celle-ci.
De nombreux faits du passé géologique et historique témoignent de la relation entre le changement climatique et les fluctuations de la teneur en gaz à effet de serre. Dans la période allant de 4 à 3,5 milliards d'années, la luminosité du Soleil était d'environ 30 % inférieure à celle d'aujourd'hui. Cependant, même sous les rayons du jeune Soleil « pâle », la vie s'est développée sur Terre et s'est formée roches sédimentaires: sur au moins sur une partie de la surface terrestre, la température était supérieure au point de congélation de l'eau. Certains scientifiques suggèrent qu'à cette époque l'atmosphère terrestre contenait un axe 1000 fois plus grand gaz carbonique qu'elle ne l'est maintenant, et cela a compensé le manque d'énergie solaire, car une plus grande partie de la chaleur rayonnée par la Terre est restée dans l'atmosphère. L'effet de serre croissant pourrait devenir l'une des raisons du climat exceptionnellement chaud plus tard - à l'ère mésozoïque (l'ère des dinosaures). Selon l'analyse des restes fossiles sur la Terre à cette époque, il faisait 10 à 15 degrés de plus qu'aujourd'hui. Il convient de noter qu'alors, il y a 100 millions d'années et plus tôt, les continents occupaient une position différente de celle de notre époque, et la circulation océanique était également différente, de sorte que le transfert de chaleur des tropiques vers les régions polaires pouvait être plus important. Cependant, les calculs d'Eric J. Barron, maintenant à l'Université de Pennsylvanie, et d'autres montrent que pas plus de la moitié du réchauffement mésozoïque pourrait être lié à la géographie paléocontinentale. Le reste du réchauffement s'explique facilement par une augmentation du dioxyde de carbone. Cette hypothèse a été avancée pour la première fois par les scientifiques soviétiques A. B. Ronov de l'Institut hydrologique d'État et M. I. Budyko de l'Observatoire géophysique principal. Les calculs à l'appui de cette suggestion ont été effectués par Eric Barron, Starley L. Thompson de Centre national Recherche atmosphérique (NCAR). À partir d'un modèle géochimique développé par Robert A. Berner et Antonio C. Lazaga de l'Université de Yale et feu Robert. Les champs du Texas se sont transformés en désert après une sécheresse qui a duré un certain temps en 1983. Une telle image, selon des calculs de modèles informatiques, peut être observée dans de nombreux endroits si, à la suite du réchauffement climatique, l'humidité du sol diminue dans les régions centrales de les continents, où se concentre la production céréalière.
M. Garrels de l'Université de Floride du Sud, il s'ensuit que du dioxyde de carbone pourrait être libéré lors d'une activité volcanique exceptionnellement forte sur les dorsales médio-océaniques, où le magma ascendant forme un nouveau fond océanique. La preuve directe d'un lien entre les gaz à effet de serre atmosphériques et le climat pendant les glaciations peut être "extraite" des bulles d'air incrustées dans la glace antarctique, qui s'est formée dans les temps anciens par le compactage des chutes de neige. Une équipe de chercheurs dirigée par Claude Lauriu du Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de Grenoble a étudié une colonne de glace de 2000 m de long (correspondant à une période de 160 mille ans) obtenue par des chercheurs soviétiques à la station Vostok en Antarctique. L'analyse en laboratoire des gaz contenus dans cette colonne de glace a montré que dans l'ancienne atmosphère, les concentrations de dioxyde de carbone et de méthane changeaient de concert et, plus important encore, "dans le temps" avec les changements de la température locale moyenne (elle était déterminée par le rapport de les concentrations d'isotopes d'hydrogène dans les molécules d'eau). Au cours de la dernière période interglaciaire, qui a déjà duré 10 000 ans, et de la période interglaciaire qui l'a précédée (il y a 130 000 ans) qui a également duré 10 000 ans, la température moyenne dans cette région était de 10 °C supérieure à celle des glaciations. (Au total, la terre était plus chaude de 5°C pendant les périodes indiquées.) Aux mêmes périodes, l'atmosphère contenait 25% de dioxyde de carbone en plus et 100 070 de méthane en plus que pendant les glaciations. Il n'est pas clair si le changement des gaz à effet de serre était la cause et l'effet était le changement climatique, ou vice versa. Très probablement, la cause des glaciations était des changements dans l'orbite terrestre et la dynamique particulière de l'avancée et du recul des glaciers; cependant, ces fluctuations climatiques peuvent avoir été exacerbées par des modifications du biote et des fluctuations de la circulation océanique, qui affectent la teneur en gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Des données encore plus détaillées sur les fluctuations des gaz à effet de serre et le changement climatique sont disponibles pour les 100 dernières années, au cours desquelles il y a eu une nouvelle augmentation de 25 % du dioxyde de carbone et de 100 % du méthane. Les "records" des températures mondiales moyennes des 100 dernières années ont été étudiés par deux équipes de chercheurs dirigées par James E. Hansen du Goddard Institute for Space Studies de la National Aeronautics and Research Administration. Cosmos, et T. M. L. Wigley du Département du climat de l'Université d'East Anglia.
La rétention de chaleur par l'atmosphère est la principale composante du bilan énergétique de la Terre (Fig. 8). Environ 30% de l'énergie provenant du Soleil est réfléchie (à gauche) soit par les nuages, soit par les particules, soit par la surface de la Terre ; les 70 % restants sont absorbés. L'énergie absorbée est réémise dans le domaine infrarouge par la surface de la planète.
Riz.
Ces scientifiques ont utilisé des mesures provenant de stations météorologiques dispersées sur tous les continents (l'équipe de la Division Climat a également inclus des mesures en mer dans l'analyse). Cependant, en deux groupes, différentes techniques analyse des observations et prise en compte des « distorsions » liées, par exemple, au fait que certaines stations météorologiques se sont « déplacées » vers un autre lieu sur une centaine d'années, et que certaines situées dans des villes ont fourni des données « polluées » par l'influence de la chaleur générée par les entreprises ou accumulés pendant la journée dans les bâtiments et les chaussées. Le dernier effet, conduisant à l'apparition d'"îlots de chaleur", est très sensible dans pays développés, par exemple aux États-Unis. Cependant, même si la correction calculée pour les États-Unis (elle a été obtenue par Thomas R. Karl du National Climatic Data Center à Asheville, Caroline du Nord, et P.D. Jones de l'Université d'East Anglia) est étendue à toutes les données sur le globe, dans les deux dossiers restera "<реальное» потепление величиной 0,5 О С, относящееся к последним 100 годам. В согласии с общей тенденцией 1980-е годы остаются самым теплым десятилетием, а 1988, 1987 и 1981 гг. - наиболее теплыми годами (в порядке перечисления). Можно ли считать это «сигналом» парникового потепления? Казалось бы, можно, однако в действительности факты не столь однозначны. Возьмем для примера такое обстоятельство: вместо неуклонного потепления, какое можно ожидать от парникового эффекта, быстрое повышение температуры, происходившее до конца второй мировой войны, сменилось небольшим похолоданием, продлившимся до середины 1970-х годов, за которым последовал второй период быстрого потепления, продолжающийся по сей день. Какой характер примет изменение температуры в ближайшее время? Чтобы дать такой прогноз, необходимо ответить на три вопроса. Какое количество диоксида углерода и других парниковых газов будет выброшено в атмосферу? Насколько при этом возрастет концентрация этих газов в атмосфере? Какой климатический эффект вызовет это повышение концентрации, если будут действовать естественные и антропогенные факторы, которые могут ослаблять или усиливать климатические изменения? Прогноз выбросов - нелегкая задача для исследователей, занимающихся анализом человеческой деятельности. Какое количество диоксида углерода попадет в атмосферу, зависит главным образом от того, сколько ископаемого топлива будет сожжено и сколько лесов вырублено (последний фактор ответствен за половину прироста парниковых газов с 1800 г. и за 20070прироста в наше время). И тот и другой фактор зависят в свою очередь от множества причин. Так, на потреблении ископаемого топлива сказываются рост населения, переход к альтернативным источникам энергии и меры по экономии энергии, а также состояние мировой экономики. Прогнозы в основном сводятся к тому, что потребление ископаемого топлива на земном шаре в целом будет увеличиваться примерно с той же скоростью, что и сегодня намного медленнее, чем до энергетического кризиса 1970-х годов. В результате эмиссия (поступление в атмосферу) диоксида углерода в ближайшие несколько десятилетий, будет увеличиваться на 0,5-2070 в год. Другие парниковые газы, такие как ХФУ, оксиды азота и тропосферный озон, могут вносить в потепление климата почти столь же большой вклад, что и диоксид углерода, хотя в атмосферу их попадает значительно меньше: объясняется это тем, что они более эффективно поглощают солнечную радиацию. Предсказать, какова будет эмиссия этих газов - задача еще более трудная. Так, например, не вполне ясно происхождение некоторых газов, в частности метана; величина выбросов других газов, таких как ХФУ или озон, будет зависеть от того, какие изменения в технологии и политике произойдут в ближайшем будущем.
Echange de carbone entre l'atmosphère et les différents "réservoirs" terrestres (Fig. 9). Chaque chiffre indique, en milliards de tonnes, le carbone (sous forme de dioxyde) par an, ou stocké dans un réservoir. Dans ces cycles naturels, dont l'un se "ferme" à la terre et l'autre à l'océan, la quantité de dioxyde de carbone retirée de l'atmosphère est la même qu'elle y pénètre, mais l'activité humaine - la déforestation et la combustion de combustibles fossiles - conduit au fait que la teneur en carbone de l'atmosphère augmente chaque année de 3 milliards de tonnes. Données tirées de Bert Bolin à l'Université de Stockholm
Fig.9
Supposons que nous disposions d'une prévision raisonnable de l'évolution des émissions de dioxyde de carbone. Quels changements se produiront dans ce cas avec la concentration de ce gaz dans l'atmosphère ? Le dioxyde de carbone atmosphérique est « consommé » par les plantes, ainsi que par l'océan, où il est utilisé pour les processus chimiques et biologiques. Comme la concentration de dioxyde de carbone atmosphérique change, le taux de "consommation" de ce gaz changera probablement aussi. En d'autres termes, les processus qui provoquent des changements dans la teneur en dioxyde de carbone atmosphérique doivent inclure une rétroaction. Le dioxyde de carbone est la « matière première » de la photosynthèse des plantes, sa consommation par les plantes est donc susceptible d'augmenter avec son accumulation dans l'atmosphère, ce qui ralentira cette accumulation. De même, étant donné que la teneur en dioxyde de carbone des eaux de surface de l'océan est en équilibre approximatif avec sa teneur dans l'atmosphère, une augmentation de l'absorption de dioxyde de carbone par l'eau de l'océan ralentira son accumulation dans l'atmosphère. Il peut cependant arriver que l'accumulation de dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre dans l'atmosphère déclenche des mécanismes de rétroaction positive qui amplifient l'effet climatique. Par exemple, un changement climatique rapide pourrait entraîner la disparition de parties de forêts et d'autres écosystèmes, ce qui affaiblirait la capacité de la biosphère à absorber le dioxyde de carbone. De plus, le réchauffement peut entraîner une libération rapide du carbone contenu dans le sol en tant que partie de la matière organique morte. Ce carbone, deux fois plus que dans l'atmosphère, est constamment transformé en dioxyde de carbone et en méthane par les bactéries du sol. Un temps plus chaud peut accélérer leur « travail », ce qui accélérera la libération de dioxyde de carbone (des sols secs) et de méthane (des zones occupées par les rizières, des décharges et des zones humides). Une grande quantité de méthane est également stockée dans les sédiments sur le plateau continental et sous la couche de pergélisol dans l'Arctique sous la forme de clathrates - des réseaux moléculaires constitués de molécules de méthane et d'eau.Le réchauffement des eaux du plateau et la fonte du pergélisol peuvent entraîner la libération Malgré ces incertitudes, de nombreux chercheurs pensent que l'absorption du dioxyde de carbone par les plantes et l'océan ralentira l'accumulation de ce gaz dans l'atmosphère - au moins dans les 50 à 100 prochaines années. Dans l'atmosphère, environ la moitié restera là. Il s'ensuit qu'un doublement de la concentration de dioxyde de carbone par rapport à 1900 (jusqu'à un niveau de 600 ppm) se produira entre 2030 et 2080 environ. Cependant, d'autres gaz à effet de serre sont susceptibles de s'accumuler plus rapidement dans l'atmosphère.
