Tout le monde sait que le monoxyde de dihydrogène est très nocif pour la santé, en absorber en trop grandes quantités peut conduire à une issue fatale.
Ce que l'on sait moins c'est le rôle de sa vapeur dans le réchauffement climatique.
Certains climateubés vont même jusqu'à lui attribuer une influence plus importante que le dioxyde de carbone, c'est vous dire.
Kevin Trenberth, un des nombreux spécialistes de ce gaz étrange, a publié un article à son sujet dans The Conversation, mais comme quelques détails ont été perdus en chemin (un problème de longueur à ne pas dépasser pour rester dans les clous si j'ai bien compris) son collègue Andrew Dessler lui a proposé de publier sur son site l'intégralité de l'article sans aucune coupure. C'est donc sur theclimatebrink.com que se trouve l'original du papier de Trenberth et je vous en propose la traduction (pour ceux qui maitrisent la langue j'ai conservé la version anglaise)
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How rising water vapour in the atmosphere is amplifying warming and making extreme weather worse
Kevin Trenberth explains
Comment l'augmentation de la vapeur d'eau dans l'atmosphère amplifie le réchauffement et aggrave les phénomènes météorologiques extrêmes
Par Kevin Trenberth
The northern summer of 2023 has seen a string of record-breaking disasters related to climate change. These range from major wildfires in Canada, Maui, Greece and elsewhere, to catastrophic flooding from Beijing to Vermont, extensive prolonged heatwaves with temperatures over 100°F in the U.S., and rapidly developing hurricanes such as Hilary, Idalia and Saola (typhoon). Earlier in the year there was major flooding and damage in New Zealand associated with a rain bomb (January 27, 2023), and cyclone Gabrielle in February 2023. Sea temperatures have been at record high levels and July 2023 is the hottest month on record. Antarctic sea ice is at record lows for southern winter. To many, this seems like an acceleration of the human-induced climate change. And it is. But it is not unexpected by scientists.
L'été boréal 2023 a vu se succéder une série de catastrophes sans précédent liées au changement climatique. Ces événements vont des grands incendies de forêt au Canada, à Maui, en Grèce et ailleurs, aux inondations catastrophiques de Pékin et du Vermont, en passant par les vagues de chaleur prolongées avec des températures supérieures à 100°F (38°C) aux États-Unis et les ouragans qui se développent rapidement, comme Hilary, Idalia et Saola (typhon). Plus tôt dans l'année, la Nouvelle-Zélande a connu des inondations et des dégâts importants liés à une tempête soudaine (27 janvier 2023), ainsi qu'au cyclone Gabrielle en février 2023. Les températures de la mer ont atteint des niveaux record et juillet 2023 est le mois le plus chaud jamais enregistré. La banquise de l'Antarctique a atteint un niveau historiquement bas pour l'hiver austral. Pour beaucoup, cela ressemble à une accélération du changement climatique induit par l'homme. Et c'est le cas. Cependant, ce n'est pas un phénomène inattendu pour les scientifiques.
Climate change is brought on by human activities, most notably burning of fossil fuels putting increasing amounts of carbon dioxide into the atmosphere. However, this is not what has caused the acceleration in disasters. Rather it is the well-known positive feedbacks within the climate system that play off the changes otherwise forced on the climate system and amplify the changes. They depend on the temperature changes and heating already going on. Most notable is water vapour feedback.
Le changement climatique est dû aux activités humaines, notamment à la combustion de combustibles fossiles qui rejette des quantités croissantes de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Cependant, ce n'est pas cela qui a été à l'origine de l'accélération des catastrophes. Ce sont plutôt les fameuses rétroactions positives au sein du système climatique qui jouent sur les changements imposés par ailleurs au système climatique et qui amplifient les changements. Elles dépendent des changements de température et du réchauffement déjà en cours. La rétroaction la plus notable est celle de la vapeur d'eau.
As the Earth and its oceans warm up, the water-holding capacity of the atmosphere increases at a rate of about 7% per degree Celsius (or about 4% per degree Fahrenheit). And the record high sea temperatures ensure that there is more moisture in the form of water vapour in the atmosphere as a result. Estimates are 5 to 15% relative to prior to the 1970s, when global temperature increases began in earnest.
À mesure que la Terre et ses océans se réchauffent, la capacité de rétention d'eau de l'atmosphère augmente d'environ 7 % par degré Celsius (ou d'environ 4 % par degré Fahrenheit). Et les températures record de la mer font que l'humidité sous forme de vapeur d'eau dans l'atmosphère augmente en conséquence. Les estimations sont de 5 à 15 % par rapport à la période antérieure aux années 1970, lorsque l'augmentation de la température mondiale a commencé pour de bon.
But water vapour is a powerful greenhouse gas. The increases have likely increased global heating by an amount comparable to that from increases in carbon dioxide. And we are seeing the consequences!
Cependant, la vapeur d'eau est un puissant gaz à effet de serre. Elle a probablement augmenté le réchauffement de la planète dans des proportions comparables à celles de l'augmentation du dioxyde de carbone. Et nous en voyons les conséquences !
Water Vapour: the other greenhouse gas
Many people are unaware that water vapour is a powerful greenhouse gas. In many ways, it is the most important greenhouse gas as it makes living on Earth viable. But human-induced climate change is primarily caused by increases in long-lived greenhouse gases (GHGs): carbon dioxide, methane, nitrous oxide, and CFCs (chlorofluorocarbons).
Nombreux sont ceux qui ignorent que la vapeur d'eau est un puissant gaz à effet de serre. À bien des égards, il s'agit du gaz à effet de serre le plus important, car c'est lui qui rend la vie sur Terre viable. Mais le changement climatique induit par l'homme est principalement dû à l'augmentation des gaz à effet de serre (GES) à longue durée de vie : dioxyde de carbone, méthane, oxyde nitreux et CFC (chlorofluorocarbones).
As a general rule, molecules with three or more atoms are greenhouse gases, owing to the way the atoms can vibrate and rotate within the molecule. A greenhouse gas in the atmosphere absorbs and re-emits thermal (infrared) radiation and has a blanketing effect, as the emitted radiation is usually at a lower temperature than the Earth’s surface. Accordingly, water vapour (H2O), carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) are greenhouse gases. Clouds have a blanketing effect similar to that of greenhouse gases but clouds are also bright reflectors of solar radiation and thus also act to cool the surface by day. In the current climate, for average all-sky conditions, water vapour is estimated to account for 50% of the greenhouse effect, carbon dioxide 19%, ozone 4%, and other gases 3%; while clouds make up a quarter of the greenhouse effect.
En règle générale, les molécules comportant trois atomes ou plus sont des gaz à effet de serre, en raison de la façon dont les atomes peuvent vibrer et tourner à l'intérieur de la molécule. Un gaz à effet de serre présent dans l'atmosphère absorbe et réémet le rayonnement thermique (infrarouge) et a un effet de couverture, car le rayonnement émis est généralement à une température inférieure à celle de la surface de la Terre. Ainsi, la vapeur d'eau (H2O), le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4) sont des gaz à effet de serre. Les nuages ont un effet de couverture similaire à celui des gaz à effet de serre, mais ils sont aussi de puissants réflecteurs du rayonnement solaire et contribuent donc à refroidir la surface pendant la journée. Dans le climat actuel, pour des conditions moyennes observées sous tous les cieux, on estime que la vapeur d'eau représente 50 % de l'effet de serre, le dioxyde de carbone 19 %, l'ozone 4 % et d'autres gaz 3 %, tandis que les nuages constituent un quart de l'effet de serre.
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| Water vapour plays a significant role in Earth’s natural greenhouse effect, and it amplifies current, human-induced warming. Adapted from Trenberth (2022), CC BY-SA |
La vapeur d'eau joue un rôle important dans l'effet de serre naturel de la Terre et amplifie le réchauffement actuel induit par l'homme. Adapté de Trenberth (2022), CC BY-SA
The main greenhouse gases of carbon dioxide, ozone, methane, and nitrous oxide do not condense and precipitate as water vapour does. The result is orders of magnitude differences in the lifetime of these gases (decades to centuries) compared with about nine days for water vapour. Hence, they serve as a stable backbone of the atmospheric heating, and the resulting temperature is what enables the observed levels of water vapour. In this regard, carbon dioxide is the single most important greenhouse gas. [ed note: See also Richard Alley’s great 2009 AGU talk about this, The biggest control knob, which explains how carbon dioxide maintains the level of water vapor in our atmosphere].
Les principaux gaz à effet de serre, à savoir le dioxyde de carbone, l'ozone, le méthane et l'oxyde nitreux, ne se condensent pas et ne précipitent pas comme le fait la vapeur d'eau. Il en résulte des différences de plusieurs ordres de grandeur dans la durée de vie de ces gaz (des décennies à des siècles), contre environ neuf jours pour la vapeur d'eau. Ils servent donc de colonne vertébrale stable au réchauffement de l'atmosphère, et la température qui en résulte est à l'origine des niveaux de vapeur d'eau observés. À cet égard, le dioxyde de carbone est le gaz à effet de serre le plus important. (ndlr : voir également l'excellent exposé de Richard Alley à l'AGU en 2009, Le plus gros levier de commande, qui explique comment le dioxyde de carbone maintient le niveau de vapeur d'eau dans notre atmosphère).
Carbon dioxide increases do not depend on weather, but arise primarily from human activities burning fossil fuels. Atmospheric carbon dioxide has increased from pre-industrial levels of 280 ppmv to 420 ppmv now, an increase of 50%. About half of that increase has occurred since 1985. It produces global heating and accounts for about 75% of the anthropogenic heating. The rest is mainly from methane and nitrous oxide, while offset by pollution aerosols. However, as temperatures increase with warming, the amount of water vapour also increases and results in further warming as a positive feedback. Since the mid-1970s this extra heating from water vapour is on a par with that from increased carbon dioxide.
L'augmentation du dioxyde de carbone ne dépend pas des conditions météorologiques, mais résulte principalement de l'activité humaine qui brûle des combustibles fossiles. Le dioxyde de carbone atmosphérique est passé des niveaux préindustriels de 280 ppmv à 420 ppmv aujourd'hui, soit une augmentation de 50 %. Environ la moitié de cette augmentation est survenue depuis 1985. Le dioxyde de carbone est à l'origine du réchauffement planétaire et représente environ 75 % du réchauffement anthropique. Le reste provient principalement du méthane et de l'oxyde nitreux, compensés par les aérosols polluants. Cependant, comme les températures augmentent avec le réchauffement, la quantité de vapeur d'eau augmente également et entraîne un réchauffement supplémentaire sous forme de rétroaction positive. Depuis le milieu des années 1970, ce réchauffement supplémentaire dû à la vapeur d'eau est équivalent à celui dû à l'augmentation du dioxyde de carbone.
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| The water vapour feedback: increased heating promotes increased evaporation and higher atmospheric temperatures, which in turn lead to higher levels of atmospheric water vapour. Author provided, CC BY-SA |
La rétroaction de la vapeur d'eau : un réchauffement accru favorise l'évaporation et l'augmentation des températures atmosphériques, ce qui entraîne à son tour une augmentation des niveaux de vapeur d'eau dans l'atmosphère. Fourni par l'auteur, CC BY-SA
Water vapour varies tremendously in space and time
Water vapour is the gaseous form of water, and it exists naturally in the atmosphere. It is invisible to the naked eye, unlike clouds, which are composed of tiny water droplets or ice crystals that are large enough to scatter light and become visible. The most common measure of water vapour in the atmosphere is relative humidity, which is the percentage water vapour present compared with the maximum amount at saturation.
La vapeur d'eau est la forme gazeuse de l'eau et existe naturellement dans l'atmosphère. Elle est invisible à l'œil nu, contrairement aux nuages, qui sont composés de minuscules gouttelettes d'eau ou de cristaux de glace suffisamment gros pour diffuser la lumière et devenir visibles. La mesure la plus courante de la vapeur d'eau dans l'atmosphère est l'humidité relative, qui correspond au pourcentage de la vapeur d'eau présente par rapport à la quantité maximale à saturation.
You have probably heard the saying “It’s not the heat, it’s the humidity”. For heat waves and warm conditions, this indeed applies to human comfort. The reason is because evaporation of moisture from your skin, sweat or perspiration, produces evaporative cooling. But if the environment is too humid, then it wanes and your body instead becomes sticky and uncomfortable.
Vous avez peut-être déjà entendu le dicton "Ce n'est pas la chaleur, c'est l'humidité". Pour les canicules et les situations de chaleur, cela s'applique en effet au confort humain. En effet, l'évaporation de l'humidité de la peau, de la sueur ou de la transpiration, produit un refroidissement par évaporation. Mais si l'environnement est trop humide, ce refroidissement s'estompe et le corps devient moite et inconfortable.
This process is important for our planet, because about 70% of the Earth’s surface is water, predominantly ocean. Hence, extra heat generally goes into evaporating moisture. Additionally, plants release water vapour through a process called transpiration in which water enters the atmosphere through the tiny stomata in leaves as photosynthesis occurs. Together these are called evapotranspiration.
Ce processus est important pour notre planète, car environ 70 % de la surface de la Terre est constituée d'eau, principalement des océans. Par conséquent, la chaleur supplémentaire est généralement consacrée à l'évaporation de l'humidité. En outre, les plantes rejettent de la vapeur d'eau par un processus appelé transpiration, au cours duquel l'eau pénètre dans l'atmosphère par les minuscules stomates des feuilles lors de la photosynthèse. L'ensemble de ces processus est appelé évapotranspiration.
The moisture rises into the atmosphere as water vapour. Storms gather and concentrate the water vapour so that precipitation can occur. As water vapour has an exponential dependence on temperature, it is highest in warm regions, such as the tropics and near the ground; amounts drop off at cold higher latitudes and altitudes. The expansion and cooling of air as it rises is what makes for clouds and rain. And snow. It is because of this vigorous hydrological cycle the average atmospheric life of a water vapour molecule is just 9 days. Although the main water vapour increases may be near the surface, upper tropospheric water vapour is more critically important for the net greenhouse effect. Both are connected every time there is a storm of some sort.
L'humidité s'élève dans l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau. Les tempêtes rassemblent et concentrent la vapeur d'eau, ce qui donne lieu à des précipitations. Comme la vapeur d'eau a une dépendance exponentielle avec la température, elle est plus abondante dans les régions chaudes, telles que les tropiques et près du sol ; les quantités diminuent aux latitudes et altitudes froides plus élevées. L'expansion et le refroidissement de l'air à mesure qu'il s'élève sont à l'origine des nuages et de la pluie. Et de la neige. C'est grâce à ce cycle hydrologique vigoureux que la durée de vie moyenne d'une molécule de vapeur d'eau dans l'atmosphère n'est que de 9 jours. Bien que les principales augmentations de vapeur d'eau aient lieu près de la surface, la vapeur d'eau de la haute troposphère est plus importante pour l'effet de serre net. Ces deux phénomènes sont liés chaque fois qu'il y a une quelconque tempête.
Water is the air conditioner of the planet. It not only keeps the surface cooler, but rain also washes a lot of pollution out of the atmosphere to everyone’s benefit. After a shower of rain, when the sun comes out, puddles tend to dry up before temperatures rise. On hot days, when out hiking, it is important to have a water bottle, or exposure to the sun could cause heat stroke. In the absence of surface water, as in a desert or drought, heat has no alternative but to raise temperatures. Plants wilt, and wildfire risk increases. Water keeps the air cooler, at the expense of making it moister.
L'eau est le climatiseur de la planète. Non seulement elle rafraîchit la surface, mais la pluie élimine également une grande partie de la pollution de l'atmosphère, pour le plus grand bien de tous. Après une averse, lorsque le soleil fait son apparition, les flaques d'eau ont tendance à s'assécher avant que les températures n'augmentent. Par temps chaud, lors d'une randonnée, il est important d'avoir une bouteille d'eau, sinon l'exposition au soleil peut provoquer un coup de chaleur. En l'absence d'eau de surface, comme dans un désert ou en cas de sécheresse, la chaleur n'a d'autre choix que de faire monter les températures. Les plantes se flétrissent et le risque d'incendie de forêt augmente. L'eau maintient l'air plus frais, au détriment de l'humidité.
Isn’t water wonderful?
L'eau n'est-elle pas merveilleuse ?
Precipitation is vitally important, as it nourishes vegetation and supports various ecosystems, but mainly if the rate is moderate, as deluges can cause erosion and extensive damage. As the climate warms, increasing environmental moisture raises the potential for heavier rainfall or snowfall amounts, increasing the risk of flooding. Moreover, the latent energy that went into evaporation in the first place is given back, adding to the heating and making the air more buoyant, causing it to rise, so that it invigorates the storm which then precipitates even more. Climate change makes the extremes greater and less manageable.
Les précipitations sont d'une importance vitale, car elles nourrissent la végétation et soutiennent divers écosystèmes, mais surtout si elles sont modérées, car les déluges peuvent causer de l'érosion et des dégâts importants. Avec le réchauffement climatique, l'augmentation de l'humidité ambiante accroît le risque de précipitations plus importantes ou de chutes de neige plus abondantes, ce qui augmente le risque d'inondation. En outre, l'énergie latente qui a servi à l'évaporation est restituée, ce qui accroît le réchauffement et rend l'air plus "flottant", ce qui le fait monter et renforce la tempête, qui devient alors encore plus violente. Le changement climatique accentue les extrêmes et les rend moins gérables.
So these changes mean that where it is not raining, drought and wildfire risk increase, but where it is raining, it pours.
Ces changements signifient donc que là où il ne pleut pas, la sécheresse et le risque d'incendie de forêt augmentent, mais que là où il pleut, il pleut à verse.
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