1.2 Fonctionnement de la chaleur

Les hypothèses sur le climat de l'Holocène ont été intégrées dans tout ce que nous faisons, jusqu'à l'infrastructure la plus élémentaire de notre civilisation.  

Considérons une route juste avant l'aube. Cette route est faite d'asphalteL'asphalte est un matériau d'agrégation dans lequel le sable et la pierre sont liés par le bitume.un résidu collant et visqueux provenant du pétrole ou du charbon. La route a cinq ans, elle est encore lisse et assez noire.

Si vous pouviez regarder à l'intérieur de la route, vous verriez qu'elle est composée de molécules et que ces molécules vibrent. La température de l'asphalte est une mesure de la vitesse moyenne de ces vibrations.. Après une nuit noire, la route et l'air au-dessus d'elle sont à la même température..

Le soleil se lève maintenant. Que se passera-t-il lorsque la lumière du soleil atteindra cette route ?

La lumière du soleil apporte à la fois l'éclairage et la chaleur rayonnante à la terre. Elle traverse l'atmosphère terrestre en perdant un peu d'énergie en cours de route.. Par temps nuageux, une grande partie de la lumière du soleil est renvoyée dans l'espace par les nuages blancsPar contre, par temps clair, les rayons du soleil frappent la route de plein fouet.

La route étant sombre, elle absorbe la quasi-totalité de la lumière. La lumière du soleil frappe les molécules de la surface de la route et les fait bouger de plus en plus vite.. La route devient rapidement plus chaude que l'air ambiant.

Au fil de la journée, la route et la terre avoisinante, les plantes, les animaux et les bâtiments continuent à se réchauffer grâce à l'énergie solaire. La chaleur se déplace des objets chauds vers les objets froids. La chaleur de leurs surfaces réchauffe l'air environnant et renvoie des radiations vers le ciel.

Ce rayonnement provenant de la surface se situe dans un spectre différent de celui de la lumière du soleil et, au lieu de s'écouler dans l'espace, une plus grande partie de la chaleur de la Terre est piégée par l'atmosphèreLa chaleur de la terre est donc piégée par l'atmosphère, de la même manière qu'un manteau ou une couverture capte une partie de la chaleur dégagée par le corps.. La quantité d'énergie qui pénètre dans l'atmosphère est la même que par le passé, mais la quantité qui s'en échappe est moindre.

Les molécules de l'atmosphère qui retiennent le plus de rayonnement sont la vapeur d'eau (_H2O), le méthane (_CH4), l'oxyde nitreux (N2O)et le dioxyde de carbone (_CO2). Ce jour-là, l'air est humide, plein de_H2O, et retient donc une grande partie de la chaleur provenant de la surface. En outre, l'atmosphère contient plus de_CO2, de _CH4 et deN2Oqu'il y a cinq ans, lorsque la route a été coulée, et beaucoup plus que lorsque les normes de construction des routes dans cette région ont été établies. Cela peut constituer un problème pour notre route.

Le bitume rend l'asphalte lisse en partie parce qu'il n'est pas réellement solide. Même à basse température, il reste visqueuxIl s'agit d'un liquide qui bouge à peine, mais qui est un peu flexible et même élastique. Dans les liquides comme le bitume, les molécules ne sont pas figées, elles ont plus de liberté de mouvement. Au fur et à mesure que la route absorbe l'énergie de la lumière du soleil, les molécules de sa surface se déplacent de plus en plus.

Le bitume, autrefois solide et semi-solide, devient plus lâche, plus flexible et plus manifestement liquide. Désormais, lorsque les voitures et les camions roulent sur l'asphalte, la route cède, s'écrase et se creuse. La journée continue à se réchauffer, battant des records. À mesure que la température augmente, la route se dégrade, devient plus molle, plus gluante et plus malléable. Ce ne sont pas les conditions pour lesquelles cette route a été conçue.

La chaleur extrême n'est pas seulement un défi pour la route. Les bâtiments voisins ont été construits avec des conceptions, des matériaux et des systèmes permettant de faire face à une gamme spécifique de conditions météorologiques, et la chaleur d'aujourd'hui est en dehors de cette gamme.

Lorsque la température dépasse les limites prévues, leurs systèmes fonctionnent plus durement, leurs matériaux sont également soumis à des contraintes et des problèmes apparaissent.. De même, toutes les formes de vie, y compris les êtres humains, sont confrontées à de nouveaux défis, dont certains sont critiques. Ils ont évolué pour vivre ici, dans un climat plus frais et stable. Comment s'en sortiront-elles dans un avenir où la chaleur sera beaucoup plus forte ?