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Des poussières dans le ciel

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Des poussières dans le ciel

Aérosols : quel impact sur le climat ?

 

Les aérosols atmosphériques ont-ils une influence sur le climat ? Pour Olivier Boucher, directeur de recherche CNRS au laboratoire de météorologie dynamique (LMD, CNRS/ENS/École Polytechnique/UPMC), les aérosols d’origine anthropique sont responsables d’un refroidissement du climat qui a partiellement masqué le réchauffement dû à l’augmentation des gaz à effet de serre.

 

Olivier Boucher a coordonné en tant qu’auteur principal (« Coordinating Lead Author ») le chapitre « Nuages et aérosols » du cinquième rapport d'évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (Giec).

 

Prévision numérique des aérosols obtenue en combinant les observations de l'instrument satellitaire MODIS avec le modèle du Centre européen des prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT). On distingue les poussières désertiques soulevées par les vents (en rouge), les embruns marins (en bleu), les fumées émises par les feux et les incendies (en vert) et la pollution industrielle particulaire due à la combustion des carburants fossiles (en blanc). © CEPMMT et Simone Mantovani (MEEO)

 

Les aérosols

Dans le langage courant, le terme d’aérosol fait penser aux bombes à usage domestique (cosmétiques, déodorants, laques, insecticides, produits pharmaceutiques…), mais on parle d'ici des petites particules en suspension dans l’atmosphère dont la durée de vie est comprise entre 1 et 2 semaines dans la troposphère (partie basse de l’atmosphère) et 1 et 2 ans dans la stratosphère (partie haute de l’atmosphère).

 

Certains aérosols sont d’origine naturelle (sels marins, poussières désertiques, composés chimiques émis par la biosphère), d’autres au contraire sont d’origine anthropique (sulfates, suies, nitrates, aérosols provenant des feux de végétation). Les aérosols atmosphériques présentent des variations importantes de concentration, de taille (de quelques nanomètres à plusieurs dizaines de micromètres), de composition chimique et de forme.

 

L’influence climatique des aérosols

Le climat de la Terre peut changer en raison de la présence d’aérosols anthropiques ou de la modification des aérosols naturels qui, eux-mêmes, répondent au changement climatique. Par exemple, la disparition de la végétation liée à une diminution des précipitations et l’abaissement du niveau de la mer, pendant les périodes glaciaires, ont induit une augmentation considérable des poussières désertiques dans certaines régions.

 

Les aérosols diffusent et absorbent le rayonnement solaire, modifiant le bilan radiatif de la planète. Cet effet direct des aérosols se produit principalement en l'absence de nuages. La diffusion par les aérosols dévie le rayonnement solaire dans toutes les directions. Une partie de ce rayonnement est renvoyée vers le haut, ce qui rend la planète plus réfléchissante vue de l’espace et entraîne un refroidissement du climat. En revanche, l’absorption du rayonnement solaire par les aérosols rend la planète plus sombre et conduit donc à un réchauffement du climat.

 

L’effet direct des aérosols sur le climat. © Olivier Boucher - Marc Jamous (graphisme)

 

Les effets indirects des aérosols sur les nuages

Les aérosols peuvent servir de noyaux de condensation ou de glaciation pour la formation de gouttelettes d’eau nuageuse et de cristaux de glace. Ils peuvent avoir des effets indirects sur les nuages (de glace ou mixtes), en modifiant leurs propriétés microphysiques (nombre et taille des gouttelettes d’eau) et la quantité de rayonnement que ceux-ci renvoient vers l’espace. Il apparaît que ces effets indirects contribuent aussi à refroidir le climat.

 

L’effet semi-direct des aérosols sur les nuages. © Olivier Boucher - Marc Jamous (graphisme)

 

Les aérosols sur une longue échelle de temps

Les émissions d’aérosols ont fortement augmenté depuis le début de l’ère industrielle si bien que les aérosols ont masqué une partie du réchauffement climatique causé par les gaz à effet de serre anthropiques. Les éruptions volcaniques peuvent aussi injecter des aérosols dans la stratosphère et induire des refroidissements sporadiques comme ceux qui ont suivi les éruptions d’El Chichón (Mexique, 1982) et du Pinatubo (Philippines, 1991).

 

Les émissions en aérosols ont subi des variations contrastées selon les régions au cours des deux dernières décennies. On note une diminution dans les pays industrialisés, en raison des politiques d’amélioration de la qualité de l’air, et une augmentation dans les pays en voie de développement. Il est donc difficile de savoir si les aérosols ont contribué à réchauffer ou à refroidir le climat récemment.

 

Les aérosols naturels peuvent-ils se transformer ?

Le changement climatique peut venir interférer avec le cycle atmosphérique des aérosols naturels comme les poussières minérales, les sels marins ou les aérosols biogéniques. Même si elles ne s’accordent pas entre elles, les études existantes tendent plutôt à montrer que ces effets n’induiraient pas une rétroaction climatique importante sur le prochain siècle. À long terme, l’amplitude du changement climatique dépendra donc essentiellement des émissions de gaz à effet de serre et de la sensibilité du climat à cette perturbation.

 

Pour en savoir plus :

Laboratoire de météorologie dynamique (LMD, CNRS/ENS/École Polytechnique/UPMC)Nouvelle fenêtre



23/07/13