Influence de la vapeur d’eau sur le climat

1 – Une éponge thermique

L’air atmosphérique contient plus ou moins d’eau en état de vapeur (air humide). Plus il est chaud et plus il peut absorber d’eau (on parle alors d’humidité absolue). C’est le cas lorsque l’on prend une douche. L’air se charge d’humidité. Au contact des parois froides, l’air se refroidit et la vapeur d’eau qui se trouve en excès vient s’y condenser.

La vapeur d’eau est un état de la matière au comportement particulier, à la limite entre l’état de gaz de celui de liquide. Elle a l’apparence d’un gaz, mais peut retourner à l’état liquide avec les variations physiques de son environnement. C’est ainsi que se forme la buée sur le miroir de la salle de bain ou la rosée du matin.

Cette capacité à changer d’état a également une incidence thermique très importante. En terme physique, cela s’appelle la chaleur latente. C’est l’énergie nécessaire pour libérer les molécules d’eau des contraintes de l’état liquide à la liberté de celle des gaz. Ce changement d’état de liquide à vapeur s’effectue sans changement de la température.

La vapeur d’eau se comporte donc comme une sorte d’éponge thermique, capable d’absorber et de restituer d’importantes quantités de chaleur à température constante. C’est un moyen de stockage particulièrement performant. Seule sa condensation restituera la chaleur emmagasinée.

La vapeur d’eau, c’est aussi la pluie. Le mouvement perpétuel d’évaporation et de condensation conditionne notre biotope, pour lequel il forme un modérateur thermique inégalable pour le développement de la vie.

2 – Effet sur le climat

La température, le vent et la pluie sont le contenu des bulletins météo qui focalisent notre attention tous les soirs ! C’est aussi pour nous l’occasion de nous rendre compte qu’il n’y a pas d’équilibre atmosphérique. Les conditions météo changent tout au long de la journée, d’un jour au lendemain, et se trouvent constamment soit au-dessus soit au-dessous des normales de saison…

Le biotope nécessite un déséquilibre encadré

Ces déséquilibres sont nécessaires au développement des écosystèmes. Toutefois les conditions doivent rester dans des limites « raisonnables », au-delà desquelles les conditions entraîneront des mutations.
C’est en cela que le changement climatique doit nous interpeller et mobiliser nos efforts pour revenir à un bilan thermique naturel.

Un déséquilibre anarchique

Les énergies endogènes sont responsables d’une dérive inédite du bilan thermique au sein de notre biotope !

Nous avons vu lors de l’article précédent que les sources de chaleur anthropiques représentent 5 fois ce qui est nécessaire pour réchauffer la totalité de la troposphère. Mais cela n’est pas nécessaire…

L’essentiel de la vapeur d’eau se trouve sous les nuages. La chaleur stockée par cette vapeur reste donc concentrée dans les très basses couches de l’atmosphère : quelques centaines de mètres au-dessus du sol…

Le réchauffement climatique fonctionne en circuit court. Les énergies endogènes réchauffent directement notre biotope, par les eaux de surface et par la condensation de la vapeur d’eau dégagée par les activités humaines.

Si une faible partie des énergies endogènes que nous émettons suffit à dérégler le climat, cela veut dire que la majeure partie de celles-ci arrive à se dissiper de proche en proche jusque dans l’espace.
La bonne nouvelle, c’est que le réchauffement climatique n’est pas une fatalité et qu’il est même possible de revenir proche du bilan thermique naturel d’ici la fin du siècle en faisant des choix de développement plus respectueux de notre biotope.

3 – L’Homme et le cycle de l’eau

Vapeur d’eau d’origine fossile

Il faut savoir que la combustion des hydrocarbures produit autant de vapeur d’eau que de CO2 : une mole de H2O pour une mole de CO2 (excepté avec le gaz naturel, pour lequel l’on forme deux fois plus de vapeur d’eau que de CO2…) : Cheminées des centrales électriques et des usines ; pots d’échappement ; chauffage des habitations…

Cette vapeur d’eau vient s’ajouter au cycle naturel de l’eau.

Vapeur d’eau issue du cycle de l’eau

L’eau est présente sur le globe sous forme solide (glaces), liquide (océans, cours d’eau et nappes phréatiques) et vapeur (troposphère).
C’est un corps chimiquement stable. Donc sa masse totale reste constante (à l’exception de la vapeur d’origine fossile libérée par la combustion des hydrocarbures).

Différentes sources modifient la répartition entre ces trois états. La fonte des glaciers et l’affaiblissement des nappes phréatiques font balancer cette répartition vers plus de vapeur d’eau. Ce que tend à confirmer le développement de phénomènes météorologiques extrêmes comme les tempêtes tropicales (et autres) et la fréquence des alertes inondation…

Activités industrielles et domestiques : Eau de refroidissement utilisée dans les tours d’évaporation (centrales nucléaires et autres) ; séchoirs industriels ; sèche-linges…

Activités agricoles : Arrosage des cultures (cultures intensives) ; irrigation ; tassement des sols…

Développement urbain : Évaporation sur les surfaces non perméables (toitures, voirie).

Notons que le ruissellement accéléré des eaux de pluie (drainage et canalisations) ainsi que le réchauffement des eaux de surface participent au basculement global des eaux des nappes phréatiques vers la vapeur d’eau…

L’accroissement constant de vapeur d’eau dans notre biotope piège toujours plus de chaleur dans notre environnement immédiat…

En savoir plus sur la vapeur d’eau :
https://www.science-et-vie.com/questions-reponses/pourquoi-leau-du-bain-fume-alors-quelle-nest-pas-a-100-c-4979
http://www.fondation-lamap.org/fr/topic/12188
http://lewebpedagogique.com/wp-content/blogs.dir/750/files/la-vapeur-deau-est-toujours-invisible-pdf.pdf
http://www.tlv.com/global/FR/steam-theory/types-of-steam.html

 

(Climat & Avenir : 25 janvier 2018)
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