Une nouvelle étude utilise des données satellitaires sur l'hémisphère sud pour comprendre la composition globale des nuages ​​pendant la révolution industrielle. Cette recherche s'attaque à l'une des plus grandes incertitudes des modèles climatiques actuels :l'effet à long terme de minuscules particules atmosphériques sur le changement climatique.

Les modèles climatiques incluent actuellement l'effet de réchauffement global des gaz à effet de serre ainsi que les effets de refroidissement des aérosols atmosphériques. Les minuscules particules qui composent ces aérosols sont produites par des sources anthropiques telles que les émissions des voitures et de l'industrie, ainsi que des sources naturelles telles que le phytoplancton et les embruns.

Ils peuvent influencer directement le flux de lumière solaire et de chaleur dans l'atmosphère terrestre et interagir avec les nuages. L'un des moyens pour y parvenir est de renforcer la capacité des nuages ​​à refléter la lumière du soleil dans l'espace en augmentant leur concentration en gouttelettes. Cela refroidit à son tour la planète. La quantité de lumière solaire réfléchie dans l'espace correspond à l'albédo de la Terre.

Cependant, il y a eu une compréhension extrêmement limitée de la façon dont la concentration des aérosols a changé entre les premiers temps industriels et nos jours. Ce manque d'informations limite la capacité des modèles climatiques à estimer avec précision les effets à long terme des aérosols sur les températures mondiales - et l'ampleur des effets qu'ils pourraient avoir à l'avenir.

Maintenant, une étude internationale menée par les universités de Leeds et de Washington a reconnu qu'à distance, les parties vierges de l'hémisphère sud offrent une fenêtre sur ce à quoi ressemblait l'atmosphère des débuts de l'industrie.

L'équipe a utilisé des mesures par satellite de la concentration de gouttelettes de nuages ​​dans l'atmosphère au-dessus de l'hémisphère nord, fortement pollué par les aérosols industriels actuels, et au-dessus de l'océan Austral relativement vierge.

Ils ont utilisé ces mesures pour quantifier les changements possibles dus aux aérosols industriels dans l'albédo de la Terre depuis 1850.

Les résultats, publié aujourd'hui dans la revue PNAS , suggèrent que les concentrations d'aérosols des débuts de l'industrie et le nombre de gouttelettes de nuages ​​​​étaient beaucoup plus élevés que ce qui est actuellement estimé par de nombreux modèles climatiques mondiaux. Cela pourrait signifier que les aérosols atmosphériques générés par l'homme n'ont pas un effet de refroidissement aussi puissant que certains modèles climatiques l'estiment. L'étude suggère que l'effet est susceptible d'être plus modéré.

Co-auteur principal, Daniel McCoy, Chercheur à la School of Earth and Environment de Leeds, a déclaré :« Les limites de notre capacité à mesurer les aérosols dans l'atmosphère des débuts de l'industrie ont rendu difficile la réduction des incertitudes quant à l'ampleur du réchauffement qu'il y aura au 21e siècle.

"Les carottes de glace fournissent des concentrations de dioxyde de carbone depuis des millénaires dans le passé, mais les aérosols ne traînent pas de la même manière. Une façon d'essayer de remonter dans le temps est d'examiner une partie de l'atmosphère que nous n'avons pas encore polluée.

"Ces régions éloignées nous permettent d'avoir un aperçu de notre passé et cela nous aide à comprendre le bilan climatique et à améliorer nos prévisions de ce qui se passera à l'avenir."

Co-auteur principal, Isabelle McCoy, du Département des sciences atmosphériques de Washington, a déclaré :« L'une des plus grandes surprises pour nous a été la concentration élevée de gouttelettes de nuages ​​dans les nuages ​​de l'océan Austral. La façon dont la concentration de gouttelettes de nuages ​​augmente en été nous indique que la biologie océanique joue un rôle important dans la définition de la luminosité des nuages océans d'aujourd'hui et d'hier.

"Nous voyons des concentrations élevées de gouttelettes de nuages ​​dans les observations par satellite et par avion, mais pas dans les modèles climatiques. Cela suggère qu'il existe des lacunes dans la représentation du modèle des interactions aérosol-nuage et des mécanismes de production d'aérosols dans des environnements vierges.

"Alors que nous continuons à observer des environnements vierges par satellite, avion, et plates-formes au sol, nous pouvons améliorer la représentation des mécanismes complexes contrôlant la luminosité des nuages ​​dans les modèles climatiques et augmenter la précision de nos projections climatiques."

Co-auteur Leighton Regayre, un chercheur également de la School of Earth and Environment de Leeds, a déclaré:"La science soutenant nos modèles climatiques s'améliore tout le temps. Ces modèles s'attaquent à certaines des questions environnementales les plus urgentes et les plus complexes de l'ère moderne et les climatologues ont toujours été francs sur le fait que des incertitudes existent.

"Nous n'allons obtenir les réponses dont nous avons besoin pour lutter contre le réchauffement climatique qu'en interrogeant régulièrement la science. Notre équipe a utilisé des millions de variantes d'un modèle pour explorer toutes les incertitudes potentielles, l'équivalent d'un essai clinique avec des millions de participants.

"Nous espérons que nos découvertes, ainsi que des études sur le processus détaillé de production d'aérosols et d'interactions aérosols-nuages ​​dans des environnements vierges que nos travaux ont motivés, aidera à guider le développement de la prochaine génération de modèles climatiques. »

L'article "Le contraste hémisphérique dans les propriétés microphysiques des nuages ​​contraint le forçage des aérosols" est publié dans PNAS , 27 juillet 2020.