La Terre réfléchit moins la lumière du soleil et absorbe plus de chaleur qu’il y a plusieurs décennies. Le réchauffement climatique progresse plus rapidement que ne le prévoyaient les modèles climatiques, les températures observées dépassant les prévisions pour 2023 et 2024. Ces tendances incitent les scientifiques à se démener pour comprendre pourquoi l’atmosphère laisse entrer davantage de lumière.
Une nouvelle étude, publiée dans Communications naturellesmontre que la réduction de la pollution atmosphérique a diminué par inadvertance la luminosité des nuages marins, qui sont des régulateurs clés de la température mondiale.
Entre 2003 et 2022, les nuages au-dessus des océans Pacifique Nord-Est et Atlantique, deux sites de réchauffement rapide de la surface, sont devenus près de 3 % moins réfléchissants par décennie. Les chercheurs attribuent environ 70 % de ce changement aux aérosols, de fines particules qui flottent dans l’atmosphère et influencent à la fois la couverture nuageuse et la composition des nuages.
Les recherches montrant que certains aérosols sont nocifs ont motivé les efforts visant à limiter la pollution particulaire ciblant spécifiquement les produits issus de la combustion de combustibles fossiles. Les niveaux d’aérosols continueront probablement de baisser à mesure que les énergies propres remplaceront le pétrole et le gaz. Pour améliorer la précision des prévisions de température mondiale, les scientifiques doivent capturer la véritable relation entre les aérosols, les nuages et la chaleur solaire dans les modèles climatiques.
« Cet article constitue une contribution substantielle à la preuve que la réduction des particules polluantes dans l'air contribue à un réchauffement accéléré. » a déclaré Sarah Doherty, chercheuse scientifique principale à l'Institut coopératif de l'UW pour les études sur le climat, les océans et les écosystèmes.
Les chercheurs savaient que les nuages bas au-dessus de l’océan se dissiperaient à mesure que les températures augmenteraient, exposant ainsi davantage de surfaces au soleil chauffant et amplifiant ses effets. Ils savaient également que les particules présentes dans l’atmosphère isolaient la Terre en déviant la lumière et en rendant l’ensemble du nuage plus réfléchissant.
L’effet refroidissant de la pollution particulaire a masqué le réchauffement dû aux gaz à effet de serre pendant des décennies. Le réchauffement accéléré est une conséquence potentielle de l’amélioration de la qualité de l’air.
« C'est clairement une bonne chose que nous ayons réduit la pollution par les particules dans l'atmosphère », a déclaré Doherty. « Nous ne voulons pas remonter le temps et supprimer le Clean Air Act. »
Adoptée en 1963, la Clean Air Act a marqué le premier d’une longue série d’efforts mondiaux visant à contrôler la pollution.
« Notre objectif est de comprendre les causes des changements climatiques actuels afin d'estimer l'ampleur du réchauffement auquel nous assisterons à l'avenir », a ajouté Doherty.
Les océans Pacifique Nord-Est et Atlantique se réchauffent plus rapidement que presque partout ailleurs sur Terre, menaçant les stocks de poissons et la santé des écosystèmes marins. Les chercheurs ont analysé 20 ans de données satellite documentant la dynamique des nuages au-dessus de ces plans d’eau pour identifier les facteurs à l’origine de la réduction observée de la réflectivité.
Ils ont découvert que les aérosols influencent les nuages de deux manières. Les petites particules donnent aux gouttelettes d’eau quelque chose à quoi s’accrocher, et avec une quantité d’eau fixe, plus d’aérosols signifie plus de petites gouttelettes brillantes dans les nuages. Selon la même logique, la réduction des aérosols augmente la taille des gouttelettes des nuages. Les grosses gouttelettes sont plus lourdes et tombent plus rapidement sur Terre sous forme de précipitations, ce qui diminue la longévité des nuages, ou la couverture nuageuse.
« Lorsque vous réduisez la pollution, vous perdez la réflectivité et réchauffez le système en permettant à davantage de rayonnement solaire, ou de lumière solaire, d'atteindre la Terre », a déclaré l'auteur principal Knut von Salzen, chercheur principal en sciences de l'atmosphère et du climat à l'UW.
La mise à jour de la formation d'aérosols et de la taille des gouttelettes nuageuses dans les modèles climatiques a amélioré les simulations de la réflectivité des nuages, une variable essentielle pour projeter les températures futures.
« Nous sous-estimons peut-être les tendances au réchauffement parce que ce lien est plus fort que nous ne le pensions », a déclaré von Salzen. « Je pense que cela augmente la pression sur tout le monde pour repenser l'atténuation et l'adaptation au changement climatique, car le réchauffement progresse plus rapidement que prévu. »
Alors que ces changements dans la réflectivité globale des nuages ont provoqué un réchauffement rapide sur Terre, les scientifiques étudient la faisabilité d'interventions qui pourraient rendre les nuages plus brillants sans polluer l'air. L’une de ces interventions est connue sous le nom d’éclaircissement des nuages marins, dans laquelle les navires pulvérisent de l’eau de mer dans l’air pour rendre les nuages océaniques de basse altitude plus réfléchissants et contribuer à minimiser le réchauffement dû au soleil.
« On pourrait considérer cela comme le remplacement de particules polluantes malsaines par un autre type de particule qui n'est pas un polluant, mais qui produit néanmoins un effet de refroidissement bénéfique », a déclaré Robert Wood, professeur de sciences atmosphériques et climatiques à l'UW.
Cependant, avant de les mettre en œuvre, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer que ces méthodes sont sûres et sans conséquences inattendues. En attendant, cette étude aidera les scientifiques à mieux prévoir les impacts du changement climatique à l’échelle mondiale.
