L'effet de serre porte la température moyenne à la surface de la Terre de -18°C (ce qu'elle serait en son absence) à +15°C. Notre planète ne serait donc pas habitable pour nous sans ce processus naturel.

Sous l'effet des gaz à effet de serre, l'atmosphère terrestre se comporte comme la vitre d'une serre, laissant entrer une large part du rayonnement solaire, mais retenant le rayonnement infrarouge réémis.

La transparence de l'atmosphère permet au rayonnement solaire d'atteindre le sol. L'énergie ainsi apportée s'y transforme en chaleur. Comme tout corps chaud, la surface de la terre a tendance à rayonner une partie de sa chaleur vers les corps plus froids qui l'environnent. Mais les gaz à effet de serre et les nuages sont opaques aux rayons infrarouges émis par la terre. En absorbant ces rayonnements, ils emprisonnent l'énergie thermique près de la surface du globe, où elle réchauffe l'atmosphère basse.

Les gaz à effet de serre (GES) sont des gaz qui contribuent, par leurs propriétés physiques, à l'effet de serre. L'augmentation de leur concentration dans l'atmosphère terrestre est à l'origine du réchauffement climatique.

Les principaux gaz à effet de serre non-artificiels sont :

• La vapeur d'eau (H₂O) constitue le gaz à effet de serre le plus courant et elle est responsable d'environ les deux tiers de l'effet de serre naturel. La quantité de vapeur d'eau présente dans l'atmosphère augmente à mesure que la température de la surface de la Terre augmente, parce que les températures élevées accroissent l'évaporation. L'activité humaine n'a pas d'influence directe ni importante;
• La concentration de dioxyde de carbone (CO₂), aussi appelé gaz carbonique, dans l'atmosphère est contrôlée par un ensemble de réactions qui la maintient dans un état de quasi équilibre : les éruptions volcaniques et l'érosion des pierres calcaires sont les principales sources naturelles du dégagement de ce gaz. Le CO₂ est ensuite retiré de l'atmosphère par la photosynthèse des plantes ou est absorbé par les océans (plancton marin). Mais l’industrie humaine produit actuellement deux fois plus que ce que peuvent absorber les plantes et les océans. Le gaz carbonique s’accumule donc dans l’atmosphère;
• Le méthane (CH₄) est en moins grande quantité que le H₂O ou le CO₂, mais il retient plus efficacement la chaleur, ce qui en fait un gaz à effet de serre très puissant. Il est principalement produit par la décomposition de certaines matières en l'absence d'oxygène. Les sources principales de méthane sont les marécages, les rizières, les processus de digestion des animaux, l'extraction des combustibles fossiles et la décomposition des ordures;
• L’oxyde nitreux (N₂O) provient surtout des sols et des océans. Une certaine quantité est rejetée par la combustion de combustibles fossiles et de matières organiques. La culture du sol et l'utilisation d'engrais augmentent la quantité de N₂O présente dans l'atmosphère;
• L’ozone (O₃) existe naturellement dans la haute atmosphère où il joue un rôle important en protégeant la Terre des rayons ultraviolets nocifs provenant du Soleil. Toutefois, l’ozone peut être produit en basse atmosphère par les oxydes d’azote et les hydrocarbures émis par les voitures et les climatiseurs. Il perturbe la photosynthèse et la respiration et contribue à l’effet de serre lorsqu’il est présent en basse atmosphère.

Le gaz carbonique émis par les activités humaines est responsable de 55 % de l'accroissement de l'effet de serre.

Depuis l'avènement de l'ère industrielle au XIX^e siècle, les concentrations en gaz à effet de serre dans l'atmosphère augmentent significativement, et avec une vitesse de plus en plus rapide. Par conséquent, de plus en plus de chaleur est conservée sur Terre, faisant tranquillement augmenter la température globale de la planète. Le phénomène est principalement dû aux activités humaines, comme :

• l'utilisation massive de combustibles fossiles;
• la déforestation;
• l'utilisation des CFC dans les systèmes de réfrigération et de climatisation (réglementée par le Protocole de Montréal);
• les rejets de méthane.

Par l'utilisation de ces substances, nous avons donc amplifié les propriétés isolantes de l'atmosphère. En fait, nous avons ajouté un double vitrage à la serre.

Le Protocole de Kyōto se donne comme objectif de stabiliser puis réduire les émissions de GES afin de limiter le réchauffement climatique. Pour atteindre cet objectif, il faut penser globalement mais agir localement.

_{Source : Environnement Canada}