Le réchauffement climatique pourrait faire disparaître l’effet rafraîchissant des nuages

Les concentrations élevées de dioxyde de carbone dans l’atmosphère peuvent entraîner la dispersion des bancs de nuages ​​qui reflètent environ 30 à 60% de la lumière du soleil qui les frappe, ce qui revient à refléter environ 4 à 7% de l’énergie du soleil.


Les effets de refroidissement des bancs de nuages ​​pourraient s’évaporer sous des niveaux élevés de dioxyde de carbone atmosphérique.Crédit: Mathew Lodge / Alamy

Les bancs de nuages bas situés au large des côtes californiennes, péruviennes et namibiennes comptent parmi les systèmes de refroidissement les plus efficaces de la planète, car ils réfléchissent la lumière du soleil dans l’espace. Mais de nouvelles simulations climatiques montrent que l’augmentation des concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère pourrait briser ces couches nuageuses et aggraver le réchauffement futur.

Les résultats, publiés le 25 février dans Nature Géoscience, révèlent une interaction jusque-là inconnue entre les nuages et les gaz à effet de serre : environ trois fois le niveau actuel de dioxyde de carbone dans l’atmosphère peut disperser brutalement les nuages. Selon un scénario d’émissions habituelles, cela pourrait se produire dans un siècle environ. Les projections indiquent qu’un monde avec moins de nuages pourrait connaître un réchauffement allant jusqu’à 8 °C en plus de celui provoqué par les gaz à effet de serre. Le climat de la Terre serait semblable à celui d’il y a 50 millions d’années, lorsque les crocodiles nageaient dans un Arctique libre de glace et que des palmiers poussaient aussi au nord de l’Alaska.

« C’est un coup d’avertissement sur l’avenir », a déclaré Tapio Schneider, co-auteur de l’étude, qui étudie la dynamique des nuages à l’Institut de technologie de Californie à Pasadena. « Si nous ne réduisons pas les émissions, des changements climatiques très importants et difficiles à inverser sont possibles. »

Prédiction informatique du climat

Les nuages qui s’agglomèrent en nappes massives au-dessus des océans s’appellent des stratocumulus et peuvent, dans le monde entier, refléter environ 4 à 7 % de l’énergie du Soleil. Mais les nuages stratocumulus frustrent les modélisateurs climatiques car ils sont difficiles à reproduire dans des programmes informatiques.

La plupart des chercheurs simplifient les phénomènes à petite échelle, notamment les nuages, la pluie, les tempêtes et la glace, afin de simuler aussi précisément que possible des processus à grande échelle, tels que les changements de température de la surface de la mer. Il n’y a tout simplement pas assez de puissance de calcul pour gérer des scénarios réalistes pour tous les phénomènes météorologiques à la fois.

Pour obtenir une image plus réaliste de la manière dont les nuages pourraient se comporter dans des scénarios climatiques futurs, Schneider et son équipe ont simplifié les processus à grande échelle et ont tenté de modéliser le comportement des nuages de manière aussi précise que possible.

Lorsque les chercheurs ont augmenté les niveaux actuels de dioxyde de carbone de 400 ppm à plus de 1 200 ppm, l’atmosphère s’est réchauffée et des couches nuageuses denses ont commencé à se fragmenter en nuages plus petits et plus bouffants. Cela est dû au fait que les stratocumulus doivent émettre de la chaleur dans la haute atmosphère pour se maintenir – si l’atmosphère devient trop chaude, les bancs de nuages se dispersent.

“Le mécanisme sous-jacent est totalement plausible.”, déclare Andrew Ackerman, chercheur dans le cloud au Goddard Institute for Space Studies de la NASA à New York.

Des résultats incertains mais significatifs

Pendant des décennies, les nuages sont restés la principale source d’incertitude dans les prévisions des changements climatiques, y compris dans les modèles utilisés par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, dit Matthew Huber, un paléoclimatologue à l’Université Purdue à West Lafayette, Indiana. Cela signifie que de nombreux modèles pourraient sous-estimer les changements climatiques futurs.

Le modèle proposé par Schneider et ses collègues a des problèmes similaires, dit Huber. Bien que les constatations laissent présager un monde plus chaud, ces prévisions sont encore très incertaines. Certaines des interactions à grande échelle, notamment la manière dont les océans échangent chaleur et énergie avec l’atmosphère, ont été simplifiées ou négligées, a-t-il déclaré. Il est donc difficile de connaître les niveaux précis de dioxyde de carbone auxquels les stratocumulus deviennent instables.

Mais Schneider et d’autres scientifiques tentent d’aborder les limites de la simulation de l’atmosphère terrestre dans des programmes informatiques. Une approche utilise l’apprentissage automatique pour enseigner aux modèles climatiques globaux à mieux représenter les nuages en les formant à des observations et simulations du monde réel détaillant les processus à plus petite échelle. Cela pourrait conduire à des moyens plus rapides et plus fiables de prévoir le climat futur.

Quelle que soit la prévision de ces modèles, la population doit être prête à faire face à des changements significatifs de notre climat, explique la météorologue Paquita Zuidema de l’Université de Miami en Floride. Elle a déclaré que ces changements étaient courants dans le passé “et le travail de Tapio suggère comment un autre pourrait se produire à l’avenir”.

L’étude rappelle qu’un monde plus chaud pourrait nous réserver des surprises, dit Huber. “Et ces surprises ne sont pas agréables.”

Ce qu’il faut retenir

  • Les bancs de nuages situés au large des côtes californiennes, péruviennes et namibiennes comptent parmi les systèmes de refroidissement les plus efficaces de la planète.
  • Les stratocumulus reflètent 30 à 60% de la lumière du soleil qui les frappe, ce qui revient à refléter environ 4 à 7% de l’énergie du soleil.
  • De nouvelles simulations climatiques montrent que l’augmentation des concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère pourrait briser ces couches nuageuses et aggraver le réchauffement futur.
  • Les projections informatiques indiquent qu’un monde avec moins de nuages pourrait connaître un réchauffement allant jusqu’à 8 °C en plus de celui provoqué par les gaz à effet de serre.

Références

https://www.nature.com/articles/d41586-019-00685-x

https://doi.org/10.1038%2Fs41561-019-0310-1

0 thoughts on “Le réchauffement climatique pourrait faire disparaître l’effet rafraîchissant des nuages”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *