Pour beaucoup, le mot "aérosol" pourrait évoquer des pensées de laque ou de peinture en aérosol. Plus précisément, bien que, les aérosols sont simplement des particules présentes dans l'atmosphère. Ils peuvent être d'origine humaine, comme les gaz d'échappement des voitures ou la combustion de biomasse, ou d'origine naturelle, provenant de sources telles que les éruptions volcaniques ou les embruns marins.

Les aérosols représentent l'une des plus grandes incertitudes dans la compréhension du climat de la Terre et, par un effet rafraîchissant, masquent une part importante du réchauffement causé par l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre.

Un problème non résolu dans la compréhension des interactions aérosol-climat est de savoir pourquoi, pour une variation unitaire du déséquilibre énergétique au sommet de l'atmosphère, le changement de température de surface est plus élevé pour les aérosols que pour les gaz à effet de serre. C'est ce qu'on appelle la sensibilité climatique. La compréhension conventionnelle est que la sensibilité climatique plus élevée aux aérosols est due à leurs concentrations plus élevées sur les surfaces terrestres, qui se réchauffent et se refroidissent plus vite que les océans.

Dans un article récemment publié dans le journal de l'American Geophysical Union Lettres de recherche géophysique , Les chercheurs de Yale démontrent que ce n'est pas seulement la répartition géographique des aérosols qui explique la sensibilité climatique plus élevée, mais aussi les interactions spécifiques à l'échelle locale avec la surface terrestre.

En utilisant un cadre théorique pour séparer la réponse de la température de surface au forçage externe, l'étude fournit également un aperçu mécaniste des modèles spatiaux du changement de température local dû aux aérosols.

"Avec les modèles climatiques traditionnels, il existe d'énormes incertitudes sur la façon dont les aérosols affectent la température de surface, " a déclaré T.C. Chakraborty, un doctorat étudiant à F&ES qui a co-écrit l'article avec Xuhui Lee, le professeur Sara Shallenberger Brown de météorologie. "Ce cadre aide à expliquer pourquoi et comment certaines de ces incertitudes entrent en jeu."

Les aérosols sont connus pour augmenter le rayonnement dans les longueurs d'onde plus longues (ondes longues) et diminuer le rayonnement dans les longueurs d'onde plus courtes (ondes courtes). La force de ces effets dépend de la taille et de la nature chimique des particules d'aérosol. En utilisant le cadre pour analyser un ensemble de données massif développé par la NASA, Chakraborty a constaté que bien que l'effet à ondes longues des aérosols ait généralement été considéré par la communauté scientifique comme moins important, le climat y est plus sensible qu'à l'effet ondes courtes.

Ceci est dû à l'absence d'effet d'ondes courtes la nuit, une époque où l'atmosphère est plus stable et donc plus sensible aux radiations. C'est aussi le résultat de la forte sensibilité climatique des régions arides, où l'effet d'onde longue est prédominant en raison de la présence d'aérosols provenant de poussières minérales grossières. Combiné, les effets des ondes longues et des ondes courtes réduisent la plage de température diurne terrestre de près d'un degré Fahrenheit. En agrégeant les huit grandes régions d'intérêt utilisées dans l'étude, environ la moitié de cette réduction est due aux aérosols d'origine humaine.

Il y a aussi des tendances à long terme, Chakraborty a dit, qui montrent une intensification de la sensibilité climatique locale sous les tropiques due à la déforestation entre 1980 et 2018, démontrant l'importance de la végétation dans la régulation des interactions entre les aérosols et le climat.