Une étude sur les aérosols brûlant de la biomasse menée par des chercheurs de l'Université du Wyoming a révélé que la fumée des incendies de forêt a plus d'effet refroidissant sur l'atmosphère que ne le supposent les modèles informatiques.

"L'étude porte sur l'impact des incendies de forêt sur le climat mondial, et nous avons largement utilisé le supercalculateur NCAR-Wyoming (Cheyenne), " dit Shane Murphy, professeur agrégé de sciences atmosphériques à l'UW. "Aussi, l'article a utilisé les observations de l'UW et d'autres équipes du monde entier pour les comparer aux résultats du modèle climatique. La principale conclusion du travail est que la fumée des incendies de forêt refroidit plus que les modèles actuels ne le supposent."

Murphy était un auteur collaborateur d'un article, intitulé « Les aérosols brûlant de la biomasse dans la plupart des modèles climatiques sont trop absorbants, " qui a été publié le 12 janvier (aujourd'hui) dans Communication Nature , une revue en libre accès qui publie des recherches de haute qualité dans tous les domaines des sciences naturelles. Les articles publiés par la revue représentent des avancées importantes pour les spécialistes de chaque domaine.

Hunter Brown, qui a obtenu son diplôme de l'UW à l'automne 2020 avec un doctorat. en sciences de l'atmosphère, était l'auteur principal de l'article. Parmi les autres contributeurs à l'article figuraient des chercheurs de la Texas A&M University; Université d'État A&T de Caroline du Nord ; l'Université de Géorgie; l'Institut météorologique finlandais; le Centre des sciences internationales du climat et de l'environnement, et l'Institut météorologique norvégien, tous deux à Oslo, Norvège; l'Université de Reading au Royaume-Uni; Université du Nord-Ouest en Afrique du Sud; l'Université des sciences et technologies de Chine à Hefei, Chine; et Pacific Northwest National Laboratory à Richland, Lavage.

La composition, la taille et l'état de mélange des aérosols de combustion de biomasse déterminent les propriétés optiques des panaches de fumée dans l'atmosphère qui, à son tour, sont un facteur majeur pour dicter comment ces aérosols perturbent le bilan énergétique dans l'atmosphère.

« Nous avons constaté que bon nombre des modèles climatiques les plus avancés simulent des aérosols ou une fumée plus sombres qui brûlent de la biomasse, ou plus absorbant la lumière, que ce que nous voyons dans les observations, " dit Brown, de Juneau, Alaska. "Cela a des implications pour les prévisions climatiques faites par ces modèles."

Les observations et les modèles utilisés dans l'étude couvraient une large plage temporelle. Afrique, Amérique du Sud et Asie du Sud-Est, en plus des régions de feu boréales, ont été choisis parce que ce sont les plus gros contributeurs aux émissions de fumée de combustion de biomasse dans le monde, dit Brown.

Le National Center for Atmospheric Research (NCAR)-Wyoming Supercomputing Center (NWSC) à Cheyenne a été utilisé pour l'ensemble du traitement des données et les simulations de sensibilité du modèle, dit Brown. Certaines des autres données du modèle utilisées pour la comparaison dans cette étude ont été générées ailleurs.

« Lorsque nous comparons les observations mondiales de la fumée des incendies de forêt à la fumée des incendies de forêt simulée à partir d'une collection de modèles climatiques, la grande majorité des modèles ont des fumées plus absorbantes que les observations, " explique Brown. " Cela signifie que plus d'énergie du soleil va vers le réchauffement de l'atmosphère dans ces modèles, contrairement à ce que l'on voit dans ces campagnes de terrain et études en laboratoire, qui rapportent une fumée moins absorbante qui a plus d'effet de refroidissement en dispersant la lumière loin de la Terre et vers l'espace."

Le degré d'absorption de ces aérosols dans l'atmosphère dépend du type de carburant qui brûle, ainsi que le climat de la région du feu. Généralement, chaud, les feux de prairies sèches en Afrique et en Australie ont tendance à produire une fumée beaucoup plus foncée, qui est plus absorbant, tout en étant plus frais, les feux de forêt boréale plus humides en Amérique du Nord et en Asie du Nord ont tendance à produire une fumée beaucoup plus brillante, qui est moins absorbant.

Après que les chercheurs aient apporté des améliorations aux aérosols du modèle, La fumée des feux de forêt en Afrique avait toujours tendance à être plus absorbante que les observations. Cela pourrait s'expliquer par des simplifications de l'évolution des aérosols dans le temps dans le modèle, ou cela peut être dû à un manque d'observations de cette partie du monde biaisant les résultats vers le régime des feux boréaux, Brown explique.

« Nous avons pu retracer le désaccord entre le modèle et les observations sur la façon dont les modèles représentaient les particules de fumée individuelles, ou aérosols, dans le modèle, " Dit Brown. "Cela se résumait à la façon dont le modèle caractérisait leur maquillage, leur taille et les mélanges de différents types d'aérosols brûlant de la biomasse. Lorsque nous avons modifié ces variables dans l'un des modèles, nous avons vu une amélioration considérable de la fumée simulée."

Cette comparaison de modèles informatiques et d'observations mondiales est précieuse pour les groupes de développement de modèles et peut aider à réduire l'incertitude des impacts climatiques des aérosols de combustion de biomasse dans les modèles, dit Brown.