Les gaz à effet de serre sont des composants gazeux de l'atmosphère qui contribuent à l'effet de serre (voir aussi réchauffement climatique). Les principaux gaz à effet de serre sont la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane, l'oxyde nitreux (ou protoxyde d'azote) et l'ozone. Les gaz à effet de serre industriels incluent les halocarbones lourds (fluorocarbones chlorés), CFC, molécules de HCFC-22 comme le fréon et le perfluorométhane et l'hexafluorure de soufre (SF₆).

Les gaz à effet de serre sont transparents à certaines longueurs d'onde des rayonnements solaires, ce qui permet à ces derniers de pénétrer profondément dans l'atmosphère ou jusqu'à la surface du globe. Les gaz à effet de serre et les nuages empêchent une partie des rayonnements infrarouge de s'échapper, emprisonnant ainsi la chaleur près de la surface du globe, où elle réchauffe l'atmosphère basse. L'altération de la barrière naturelle des gaz atmosphériques peut augmenter ou réduire la température moyenne de la Terre.

La concentration de certains gaz à effet de serre a augmenté au fil des années, principalement à la suite d'activités humaines, comme :

• utilisation de combustibles fossiles, ce qui augmente les concentrations en dioxide de carbone ;
• élevage de bovins et d'ovins, ce qui augmente la production de méthane ;
• utilisation des CFC dans les systèmes de réfrigération.

Augmentation des gaz à effet de serre dans l'atmosphère

Depuis le début de la révolution industrielle, la concentration de nombreux gaz à effet de serre a augmenté.

• le dioxyde de carbone a augmenté de 30 %, passant de 278 000 à 358 000 parties par milliard en volume ;
• le méthane est passé de 700 à 1721 parties par milliard en volume ;
• l'oxyde nitreux a augmenté de 15 %, de 275 à 311 parties par milliard en volume ;
• les CFC-12 sont passés de 0 à 0,503 parties par milliard en volume ;
• les HCFC-22 sont passés de 0 à 0,105 parties par milliard en volume ;
• le perfluorométhane est passé de 0 à 0,070 parties par milliard en volume ;
• l'hexafluorure de soufre est passé de 0 à 0,032 parties par milliard en volume.

Durée de séjour et potentiel de réchauffement global

Les gaz à effet de serre, une fois dans l'atmosphère, n'y restent pas éternellement. Ils peuvent en être extraits de plusieurs manières :

• par un phénomène naturel (la pluie et la condensation retirent la vapeur d'eau de l'atmosphère) ;
• par une réaction chimique intervenant dans l'atmosphère (le méthane, par exemple, réagit avec les radicaux hydroxyle naturellement présents dans l'atmosphère pour créer du CO2) ;
• par une réaction chimique intervenant à l'interface entre l'atmosphère et la surface du globe (le CO2 est réduit par photosynthèse par les végétaux, ou est dissout dans les océans pour former des ions bicarbonate et carbonate (le CO2 est chimiquement stable dans l'atmosphère)) ;
• par des rayonnements : par exemple, les rayonnements électromagnétiques émis par le soleil et les rayonnements cosmiques « brisent » les molécules dans les couches supérieures de l'atmosphère. Une partie des halocarbones disparaissent de cette manière (ils sont généralement trop stables pour disparaître par réaction chimique dans l'atmosphère).

Durée de séjour et potentiel de réchauffement des principaux gaz à effet de serre :

• La durée de séjour du CO2 est variable (certains disent 200 ans) et son potentiel de réchauffement global (PRG) est de 1.
• Le méthane a une durée de séjour de 12,2 +/-3 ans et un PRG de 22 (ce qui signifie qu'il a un pouvoir de réchauffement 22 fois supérieur au dioxyde de carbone).
• Le peroxyde d'azote a une durée de séjour de 120 ans et un PRG de 310.
• Les molécules de CFC-12 ont une durée de séjour de 102 ans et un PRG compris entre 6200 et 7100.
• Les molécules de HCFC-22 ont une durée de séjour de 12,1 ans et un PRG compris entre 1300 et 1400.
• Le perfluorométhane a une durée de séjour de 50 000 ans et un PRG de 6500.
• L'hexafluorure de soufre a une durée de séjour de 3 200 ans et un PRG de 6500.

Voir également :