À des concentrations atmosphériques suffisamment élevées de dioxyde de carbone (CO2), La Terre pourrait atteindre un point de basculement où les stratus marins deviennent instables et disparaissent, déclencher un pic de réchauffement climatique, selon une nouvelle étude de modélisation.

Cet événement, qui pourrait augmenter les températures de surface d'environ 8 Kelvin (14 degrés Fahrenheit) à l'échelle mondiale, peut se produire à des concentrations de CO2 supérieures à 1, 200 parties par million (ppm), selon l'étude, qui sera publié par Géosciences de la nature le 25 février. Pour référence, la concentration actuelle est d'environ 410 ppm et augmente. Si le monde continue de brûler des combustibles fossiles au rythme actuel, Le niveau de CO2 de la Terre pourrait dépasser 1, 200 ppm au siècle prochain.

"Je pense et j'espère que les changements technologiques ralentiront les émissions de carbone afin que nous n'atteignions pas réellement des concentrations de CO2 aussi élevées. Mais nos résultats montrent qu'il existe des seuils de changement climatique dangereux que nous ignorions, " dit Tapio Schneider de Caltech, Theodore Y. Wu Professeur de sciences et d'ingénierie de l'environnement et chercheur principal au Jet Propulsion Laboratory, que Caltech gère pour la NASA. Schneider, l'auteur principal de l'étude, note que le 1, Le seuil de 200 ppm est une estimation approximative plutôt qu'un nombre ferme.

L'étude pourrait aider à résoudre un mystère de longue date en paléoclimatologie. Les archives géologiques indiquent qu'au cours de l'Eocène (il y a environ 50 millions d'années), l'Arctique était exempt de gel et abritait des crocodiles. Cependant, selon les modèles climatiques existants, Les niveaux de CO2 devraient dépasser 4, 000 ppm pour chauffer suffisamment la planète pour que l'Arctique soit aussi chaud. C'est plus de deux fois plus élevé que la concentration probable de CO2 au cours de cette période. Cependant, un pic de réchauffement causé par la perte des couches de nuages ​​stratus pourrait expliquer l'apparition du climat de serre de l'Éocène.

Les ponts de stratus couvrent environ 20 % des océans subtropicaux et sont répandus dans les parties orientales de ces océans, par exemple, au large des côtes de la Californie ou du Pérou. Les nuages ​​refroidissent et ombragent la terre en réfléchissant la lumière du soleil qui les renvoie dans l'espace. Cela les rend importants pour réguler la température de surface de la Terre. Le problème est que les mouvements d'air turbulents qui soutiennent ces nuages ​​sont trop petits pour être résolus dans les modèles climatiques mondiaux.

Pour contourner l'incapacité à résoudre les nuages ​​à l'échelle mondiale, Schneider et ses co-auteurs, Colleen Kaul et Kyle Pressel du Pacific Northwest National Laboratory, créé un modèle à petite échelle d'une section atmosphérique représentative au-dessus d'un océan subtropical, simuler les nuages ​​et leurs mouvements turbulents au-dessus de cette tache océanique sur des superordinateurs. Ils ont observé une instabilité des ponts nuageux suivie d'un pic de réchauffement lorsque les niveaux de CO2 dépassaient 1, 200 ppm. Les chercheurs ont également découvert qu'une fois les nuages ​​​​disparus, ils ne sont réapparus que lorsque les niveaux de CO2 sont tombés à des niveaux sensiblement inférieurs au point d'origine de l'instabilité.

"Cette recherche pointe vers un angle mort dans la modélisation du climat, " dit Schneider, qui dirige actuellement un consortium appelé Climate Modeling Alliance (CliMA) dans le but de construire un nouveau modèle climatique. CliMA utilisera des outils d'assimilation de données et d'apprentissage automatique pour fusionner les observations de la Terre et les simulations à haute résolution dans un modèle qui représente les nuages ​​et d'autres caractéristiques importantes à petite échelle mieux que les modèles existants. Une utilisation du nouveau modèle sera de déterminer plus précisément le niveau de CO2 auquel se produit l'instabilité des ponts nuageux.