Les chercheurs ont développé une nouvelle approche utilisant des observations satellitaires et des modèles climatiques pour réduire l’incertitude concernant les futurs changements de vapeur d’eau stratosphérique. Leurs résultats suggèrent que les scénarios extrêmes d’augmentation de la vapeur d’eau dans la stratosphère, qui pourraient avoir un impact négatif sur la couche d’ozone, sont moins probables qu’on ne le pensait auparavant.
Une nouvelle recherche menée par l’Université d’East Anglia (UEA) réduit l’incertitude quant au changement climatique futur lié à la stratosphère, avec des implications importantes pour la vie sur Terre.
Le changement climatique d’origine humaine constitue l’un des plus grands défis auxquels nous sommes confrontés aujourd’hui, mais l’incertitude quant à l’ampleur exacte du changement mondial entrave l’efficacité des réponses politiques.
Une source d’incertitude importante concerne les changements futurs de la vapeur d’eau dans la stratosphère, une région extrêmement sèche de l’atmosphère située entre 15 et 50 km au-dessus de la surface de la Terre.
L’augmentation future de la vapeur d’eau risque d’amplifier le changement climatique et de ralentir la reconstitution de la couche d’ozone, qui protège la vie sur Terre des rayons ultraviolets solaires nocifs.
Aujourd’hui, une équipe internationale dirigée par Peer Nowack, jusqu’à récemment membre de l’unité de recherche climatique de l’UEA, a développé une nouvelle approche d’apprentissage statistique qui combine les informations provenant d’observations satellitaires avec des données de modèles climatiques de pointe pour réduire l’éventail des risques. les futures quantités probables de vapeur d’eau stratosphérique.
L’un des résultats clés, publié dans la revue Géosciences naturelles, exclut de fait les scénarios les plus extrêmes, qui impliquent que les concentrations de vapeur d’eau pourraient augmenter de plus de 25 % par degré de réchauffement climatique. La nouvelle approche représente une réduction de 50 % du 95e percentile des réponses des modèles climatiques.
« Le changement climatique provoqué par l’homme affecte l’atmosphère terrestre de nombreuses manières importantes et souvent surprenantes », a déclaré le professeur Nowack, aujourd’hui à l’Institut d’informatique théorique de l’Institut de technologie de Karlsruhe, en Allemagne.
« Dans notre article, nous examinons les changements dans la vapeur d’eau stratosphérique liés au réchauffement climatique, un effet encore mal compris. La vapeur d’eau étant au cœur de la physique et de la chimie de la stratosphère, j’ai estimé que nous avions absolument besoin d’une nouvelle approche pour répondre à ce facteur d’incertitude de longue date.
« Grâce à notre nouvelle approche basée sur les données, qui exploite apprentissage automatique idées, nous avons pu utiliser très efficacement les observations de la Terre pour réduire cette incertitude. Cela nous a obligé à développer un cadre dans lequel nous pourrions combiner de manière innovante la compréhension scientifique et les relations mathématiques tirées des données satellitaires.
« Grâce à cette approche, nous avons pu montrer que de nombreuses projections de modèles climatiques concernant de très grands changements de vapeur d’eau stratosphérique sont désormais incompatibles avec les preuves observationnelles », a déclaré le co-auteur, le Dr Sean Davis, chercheur scientifique à la National Oceanic and Atmospheric Administration de New York. aux États-Unis, spécialisée dans les mesures satellitaires de la vapeur d’eau stratosphérique.
Quantifier les tendances de la vapeur d’eau stratosphérique dans un contexte de réchauffement climatique est un défi de recherche de longue date. La complexité des processus sous-jacents qui contrôlent la vapeur d’eau stratosphérique et le nombre relativement court d’observations satellitaires de haute qualité ont rendu cette tâche difficile.
La présence de ce que l’on appelle la rétroaction climatique présente un défi supplémentaire, dans la mesure où elle peut agir pour amplifier ou atténuer davantage le réchauffement climatique, conduisant ainsi à un éventail plus large d’augmentations futures possibles des températures.
La quantité de vapeur d’eau que retient la stratosphère est un exemple d’une telle rétroaction, dont les modèles climatiques prédisent une augmentation, mais la gamme d’augmentations modélisées est restée très large pendant des décennies.
Ceci est important, car de fortes augmentations de la vapeur d’eau stratosphérique liées au climat, comme celles projetées par de nombreux modèles climatiques, pourraient retarder la reconstitution de la couche d’ozone et du trou d’ozone de l’Antarctique au cours de ce siècle.
Cependant, Manoj Joshi, professeur de dynamique climatique à l’UEA et co-auteur de l’article, a déclaré : « Nos recherches impliquent que même si les concentrations de vapeur d’eau stratosphérique sont encore susceptibles d’augmenter avec le réchauffement climatique, les changements importants qui pourraient retarder considérablement la récupération de l’ozone sont hautement improbables.
La recherche a été financée par le Natural Environment Research Council (NERC) du Royaume-Uni dans le cadre du projet ML4CLOUDS.
