Aérosols et gaz à effet de serre ont le même effet sur les précipitations

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Les aérosols et les gaz à effet de serre sont deux forçages du climat très importants. S’ils diffèrent sur leur répartition spatiale, leur nature et les quantités émises dans l’atmosphère, ils provoquent pourtant le même type de réponse au niveau des océans.

Gaz à effet de serre et aérosols sont des acteurs du climat, aux rôles bien distincts. Le dioxyde de carbone, la vapeur d’eau, le méthane ou le protoxyde d’azote sont des gaz qui, émis dans l’air, contribuent au réchauffement de la troposphère. Ils amplifient l’effet de serre, ce phénomène naturel qui permet à la planète de conserver une température globale moyenne de 15 °C. Les aérosols en revanche sont des particules en suspension, et jouent donc un rôle bien différent. Suivant leur composition, les particules peuvent réfléchir le rayonnement solaire vers l’espace, et donc refroidir l’atmosphère, ou bien absorber la lumière et donc la réchauffer.

 Le dioxyde de carbone, le méthane et l'ozone troposphériques sont des gaz à effet de serre efficaces. En 2000, le CO2 contribuait pour une augmentation du réchauffement de 1,66 W/m2, le méthane de 0,48 W/m2 et l'ozone troposphérique de 0,35 W/m2. poilaumenton, Flickr, cc by nc 2.0

Quels que soient leurs effets sur le climat, les gaz à effet de serre se distinguent des aérosols par leur répartition spatiale et leur durée de vie dans l’atmosphère. Les gaz, légers et circulant facilement dans l’atmosphère, sont globalement bien répartis dans le monde. Par exemple, le dioxyde de carbone a une durée de vie de 15 ans dans l’atmosphère. Un aérosol, en raison de son poids par rapport aux gaz, ne reste jamais bien longtemps dans l’atmosphère, il est souvent lessivé par les précipitations. On le trouve donc en forte concentration à proximité des sources d’émission. À l’exception des aérosols émis par les volcans à très haute altitude, le temps de résidence d’un aérosol dans l’air dépasse rarement le mois.

Malgré leurs caractéristiques bien différentes, ces deux forçages semblent induire la même réponse du climat à l’échelle régionale. D’après trois modèles climatiques, utilisés par le Giec pour son cinquième rapport, une équipe mixte de l’université de Manoa à Hawaï et du Scripps montre que ces deux forçages induisent à l’échelle régionale le même type de réponse du régime de précipitations sur l’océan.

  La clarté du ciel peut être altérée par les particules en suspension dans l'atmosphère, les aérosols. Par temps clair, de grosses particules, de l'ordre du micromètre, réfléchissent très efficacement les rayons solaires incidents, réduisant ainsi la visibilité. U.S. National Park Service

L’étude, dont les résultats ont fait l’objet d’un article dans le dernier numéro de Nature Geoscience, suggère que les changements de précipitations induits par les aérosols ou les gaz à effet de serre semblent être pilotés par les configurations spatiales de la température de surface de la mer. Les modèles utilisés, issus du projet CMIP5, ont permis d’isoler le forçage des aérosols de celui des gaz à effet. Le résultat a surpris toute l’équipe. Quel que soit le forçage, la réponse climatique régionale sur les océans est très similaire : les corrélations entre anomalie de température océanique et régime de précipitations sont les mêmes.

«Les changements climatiques induits par les gaz à effet de serre et par les aérosols ont en commun un ensemble de structures de rétroactions océan-atmosphère, ce qui explique la ressemblance spatiale entre les deux types de réponse», explique Shang-Ping Xie, principal auteur de la publication. L’étude met finalement en exergue l’idée que les réponses climatiques induites par les gaz à effet de serre et les aérosols ont en commun des rétroactions océan-atmosphère clés, conduisant à une ressemblance qualitative de leur distribution spatiale.


FUTURA SCIENCES 4/9/2013