Planter des arbres et reconstituer les forêts sont parmi les solutions climatiques naturelles les plus simples et les plus attrayantes, mais l'impact des arbres sur la température atmosphérique est plus complexe qu'il n'y paraît.

Une question parmi les scientifiques est de savoir si le reboisement des régions des latitudes moyennes telles que l'Amérique du Nord ou l'Europe pourrait en fait rendre la planète plus chaude. Les forêts absorbent de grandes quantités de rayonnement solaire en raison d'un faible albédo, qui est la mesure de la capacité d'une surface à réfléchir la lumière du soleil. Sous les tropiques, le faible albédo est compensé par l'absorption plus élevée de dioxyde de carbone par la densité, végétation toute l'année. Mais dans les climats tempérés, le souci est que la chaleur piégée par le soleil pourrait contrecarrer tout effet de refroidissement que les forêts fourniraient en éliminant le dioxyde de carbone de l'atmosphère.

Mais une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université de Princeton a révélé que ces préoccupations peuvent négliger un élément crucial :les nuages. Ils rapportent dans le Actes de l'Académie nationale des sciences que les formations nuageuses plus denses associées aux zones boisées signifient que le reboisement serait probablement plus efficace pour refroidir l'atmosphère terrestre qu'on ne le pensait auparavant.

"L'essentiel est que personne ne sache si planter des arbres aux latitudes moyennes est bon ou mauvais à cause du problème d'albédo, " a déclaré l'auteur correspondant Amilcare Porporato, Thomas J. Wu '94 de Princeton, professeur de génie civil et environnemental et du High Meadows Environmental Institute. "Nous montrons que si l'on considère que les nuages ​​ont tendance à se former plus fréquemment sur les zones boisées, alors planter des arbres sur de grandes surfaces est avantageux et devrait être fait à des fins climatiques. »

Comme le sait quiconque a senti un nuage passer au-dessus du soleil par une chaude journée, les nuages ​​diurnes ont un effet rafraîchissant, quoique transitoire, sur la Terre. En plus de bloquer directement le soleil, les nuages ​​ont un albédo élevé, semblable à la glace et à la neige. Des nuages, cependant, sont notoirement difficiles à étudier et ont été largement écartés de nombreuses études examinant l'efficacité de l'atténuation naturelle du changement climatique, y compris le reboisement, dit Porporato.

Pour envisager le reboisement dans le cadre de la couverture nuageuse, Porporato a travaillé avec l'auteur principal Sara Cerasoli, un étudiant diplômé de Princeton en génie civil et environnemental, et Jun Ying, professeur adjoint à l'Université des sciences et technologies de l'information de Nanjing, qui était auparavant boursier postdoctoral dans le groupe de recherche de Porporato. Leur travail a été soutenu par la Carbon Mitigation Initiative basée à HMEI.

Porporato et Yin ont précédemment signalé que les modèles climatiques sous-estiment l'effet de refroidissement du cycle quotidien des nuages. Ils ont également signalé l'année dernière que le changement climatique pourrait entraîner une augmentation de la couverture nuageuse quotidienne dans des régions arides telles que le sud-ouest américain, qui sont actuellement idéales pour la production d'énergie solaire.

Pour la dernière étude, Cerasoli, Porporato et Yin ont étudié l'influence de la végétation sur la formation des nuages ​​dans les régions des latitudes moyennes en combinant les données satellitaires de la couverture nuageuse de 2001 à 2010 avec des modèles liés à l'interaction entre les plantes et l'atmosphère.

Les chercheurs ont modélisé les interactions entre différents types de végétation et la couche limite atmosphérique - qui est la couche la plus basse de l'atmosphère et interagit directement avec la surface de la Terre - pour déterminer si la formation des nuages ​​est affectée différemment par le type de végétation. Ils se sont concentrés sur des régions comprises entre 30 et 45 degrés de latitude, à peu près des régions subtropicales aux zones hémiboréales telles que le nord du Midwest des États-Unis. Ils ont examiné les effets à la fois du reboisement (restauration du couvert forestier perdu) et du boisement, qui consiste à planter des forêts dans des zones qui étaient auparavant dépourvues d'arbres, bien que cela puisse s'accompagner d'autres coûts environnementaux.

L'équipe a constaté que pour les régions de latitude moyenne, l'effet de refroidissement des nuages, combiné à celui de la séquestration du carbone, l'emportait sur le rayonnement solaire absorbé par les zones forestières.

Les modèles ont montré que les nuages ​​se forment plus fréquemment sur les zones boisées que sur les prairies et autres zones à végétation courte, et que cette formation accrue de nuages ​​​​a eu un effet de refroidissement sur l'atmosphère terrestre. Les chercheurs ont observé à partir des données satellitaires que les nuages ​​ont également tendance à se former plus tôt dans l'après-midi sur les zones boisées, ce qui se traduit par une plus longue durée de couverture nuageuse et plus de temps pour que les nuages ​​réfléchissent le rayonnement solaire loin de la Terre.

Les résultats pourraient aider à développer des politiques d'allocation des terres pour le reboisement et l'agriculture - les zones de latitude moyenne plus humides telles que l'est des États-Unis ou le sud-est de la Chine sont bien adaptées au reboisement et au boisement, mais sont également attrayantes pour l'agriculture. Une approche serait de coupler le reboisement à mi-latitude avec la distribution de cultures tolérantes à la sécheresse pour les régions moins adaptées au reboisement, les auteurs de l'étude ont rapporté.

Cependant, les auteurs ont insisté pour que nous soyons prudents lorsque nous passons de la science à la politique. "Nous ne pouvons pas seulement considérer le changement climatique, mais doit également tenir compte d'autres facteurs, comme la biodiversité et le fait que la terre est également nécessaire pour la production alimentaire, " Cerasoli a déclaré. "Les études futures devraient continuer à considérer le rôle des nuages, mais devrait se concentrer sur des régions plus spécifiques et prendre en compte leurs économies. »

"La première chose est de ne pas empirer les choses, " ajouta Porporato. " Tant de choses sont connectées dans le système terrestre. La nature des interactions entre, par exemple, le cycle de l'eau et le climat signifient que si vous changez une chose, il est très difficile de prédire comment d'autres parties du système seront affectées."

Le papier, "Les effets de refroidissement des nuages ​​du boisement et du reboisement aux latitudes moyennes, " a été publié le 9 août dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .