Le dioxyde de carbone est le gaz à effet de serre d’origine humaine le plus important, puisqu’il contribue pour quelque 64% à la hausse des températures induite par les gaz à effet de serre persistants. Il a toutefois contribué à l’augmentation de ce forçage à hauteur de 85% ces 10 dernières années et de 81% ces cinq dernières années. Pendant la dizaine de milliers d’années qui ont précédé la révolution industrielle, la teneur de l’atmosphère en CO2 est restée pratiquement constante, se chiffrant à quelque 280 ppm et correspondant à une situation d’équilibre entre l’atmosphère, les océans et la biosphère. Depuis 1750, le CO2 atmosphérique a augmenté de 39%, essentiellement à cause des émissions dues à la combustion des combustibles fossiles, au déboisement et aux changements d’affectation des terres.

Les mesures de haute précision du CO2 atmosphérique qui ont débuté en 1958 révèlent qu’en moyenne, l’augmentation de la concentration de ce gaz dans l’atmosphère correspond à 55% environ, du CO2 résultant de la combustion des combustibles fossiles. Les quelque 45% restants ont été éliminés de l’atmosphère par les océans et la biosphère terrestre. La fraction du CO2 transportée par l’air, c’est-à-dire la part de CO2 résultant de la combustion des combustibles fossiles qui demeure dans l’atmosphère, varie d’une année à l’autre, sans tendance générale affirmée. En 2010, la concentration moyenne de CO2 à l’échelle du globe s’est établie à 389,0 ppm, en progression de 2,3 ppm par rapport à l’année précédente. Ce taux d’accroissement est supérieur à la moyenne pour les

années 1990 (environ 1,5 ppm par an), mais correspond à la moyenne pour les dix dernières années (environ 2,0 ppm/an).

Le méthane contribue pour quelque 18% à la hausse des températures induite par les gaz à effet de serre persistants. Environ 40% des émissions de méthane dans l’atmosphère sont d’origine naturelle (zones humides, termites, etc.) et 60% d’origine humaine (ruminants, riziculture, exploitation des combustibles fossiles, décharges, combustion de la biomasse, etc.).

Ce gaz est éliminé de l’atmosphère principalement par réaction avec le radical hydroxyle (OH). Avant l’ère industrielle, la teneur en méthane de l’atmosphère était d’environ 700 ppb. Mais, du fait de l’accroissement des émissions anthropiques, cette teneur a augmenté de 158% depuis lors. En 2010, la concentration moyenne de CH4 à l’échelle du globe s’est établie à 1.808 ppb, en progression de 5 ppb par rapport à l’année précédente. Cette valeur est supérieure à la plus forte concentration annuelle moyenne relevée jusque-là, en l’occurrence en 2009 (figure 4).

Après avoir atteint quelque 13 ppb par an au début des années 1980, le taux d’accroissement du CH4 atmosphérique a diminué pour se stabiliser à une valeur proche de zéro entre 1999 et 2006, avant d’augmenter de nouveau depuis 2007. À la hausse de 19 ppb enregistrée de 2006 à 2009 a succédé une augmentation de 5 ppb en 2010.

Les raisons de ce nouvel accroissement de la concentration de CH4 ne sont pas encore parfaitement comprises et il semblerait que plusieurs facteurs, biogéniques pour la plupart, contribuent à cette hausse. Pour mieux comprendre les processus qui influent sur les émissions de CH4, il faudrait effectuer davantage de mesures in situ à proximité des régions sources.

Le protoxyde d’azote contribue pour quelque 6% à la hausse des températures induite par les gaz à effet de serre persistants, ce qui le place au troisième rang. Avant l’ère industrielle, sa concentration atmosphérique s’établissait à 270 ppb.

Ses émissions dans l’atmosphère sont d’origine naturelle et humaine, puisqu’elles proviennent notamment des océans, des sols, de la combustion de la biomasse, des engrais et de divers procédés industriels. Les sources anthropiques contribuent pour 40% environ au total des émissions de N2O. Le protoxyde d’azote est éliminé de l’atmosphère par des processus photochimiques se produisant dans la stratosphère. En 2010, la concentration moyenne de N2O à l’échelle du globe a atteint 323,2 ppb, en progression de 0,8 ppb par rapport à l’année précédente (figure 5) et de 20% par rapport au niveau de l’ère préindustrielle. Le taux d’accroissement moyen est de 0,75 ppb par an sur les 10 dernières années.

L’hexafluorure de soufre (SF6) est un puissant gaz à effet de serre persistant, réglementé par le Protocole de Kyoto à la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques. Il est produit artificiellement et utilisé comme isolant dans les systèmes d’alimentation électrique.

Son rapport de mélange a doublé depuis le milieu des années 1990.

Les chlorofluorocarbures (CFC) destructeurs d’ozone et les gaz halogénés mineurs contribuent pour quelque 12% à la hausse des températures induite par les gaz à effet de serre persistants. Si les CFC et la plupart des halons sont en diminution, les hydrochlorofluorocarbures (HCFC) et les hydrofluorocarbures (HFC), qui sont eux aussi de puissants gaz à effet de serre, augmentent à un rythme rapide, même s’ils sont encore peu abondants.