Climat : aérosols et pollution avancent masqués

Une récente étude parue dans Nature Geoscience montre l'impact des aérosols - particules naturelles ou issues de la pollution en suspension dans l'airair - sur la formation de certains nuages. Mais aussi, par effet de cascade, sur les précipitations.

On connaissait déjà l'effet indirect des aérosols sur les nuages non précipitants comme les stratocumulus. Les aérosols sont des noyaux sur lesquels la vapeur d'eau peut se condenser. Plus la quantité d'aérosols - d'origine naturelle ou humaine - est importante, plus les gouttes sont nombreuses et donc petites. Or, quand les gouttes ne sont pas assez grosses, elles ne précipitent pas en pluie, ce qui prolonge la duréedurée de vie des nuages. En outre, les petites gouttes représentent une surface réfléchissante plus grande, engendrant un accroissement de l’albédo.

Accroissement de la hauteur du nuage

Mais en analysant les données du programme ARM (pour atmospheric radiation measurement) du Département de l’énergie américain, une équipe de chercheurs de l'université du Maryland vient de mettre en évidence l'impact des aérosols sur les nuages convectifs à base chaude, ceux qui sont à l'origine de la pluie et qui contiennent de l'eau sous ses trois formes (vapeur, liquideliquide, glace). 

Le mécanisme reste similaire : en forte présence d'aérosols, le nombre de gouttes croît et leur taille diminue. « Puisque celles-ci sont plus petites, elles peuvent être entraînées plus haut et le développement vertical du nuage est plus important », explique ainsi Yves FouquartYves Fouquart, spécialiste du climat et ancien rapporteur du programme ARMARM. Cet étirement est le premier impact des aérosols sur ces nuages.

Modification des précipitations

Mais la quantité d'aérosols influence également l'intensité des précipitations : « En altitude, les gouttes gèlent et grossissent plus rapidement parce que la tension de vapeur saturante au-dessus de la glace est inférieure à celle au-dessus de l'eau liquide (effet Bergeron). Cela initie des précipitations plus intenses ».

Aussi, l'analyse des auteurs montre que l'action des aérosols provoque une augmentation des précipitations pour les nuages fortement chargés en eau, mais une diminution pour ceux qui en contiennent une faible quantité.

Formation de nuages précipitants dans un environnement peu pollué (en haut) et dans un environnement pollué et riche en aérosols (en bas). Dans ce dernier cas, la hauteur du nuage est plus importante et les précipitations plus intenses. © Rosenfeld et al. 2008 - Science

Un impact variable sur le climat

« Les conséquences climatiques sont loin d’être évidentes parce que les nuages convectifs ont une durée de vie assez courte et leur influence sur le rayonnement est donc faible », note Yves Fouquart qui remarque par ailleurs que les aérosols ont deux effets opposés : « la diminution de la taille des gouttes dans la phase de déclenchement tend à augmenter l'albédoalbédo (tendance au refroidissement) alors que la diminution de la température du sommet du nuage tend à augmenter l'effet de serreeffet de serre (tendance au réchauffement) ».

Le phénomène est donc complexe et il est en outre bien difficile de généraliser, d'autant plus qu'il dépend également de la nature des aérosols. « Les carbonés auront tendance à absorber le rayonnement solairerayonnement solaire directement et à évaporer les gouttelettes » précise le climatologueclimatologue.

Pourtant, avec une industrie qui continue de se développer, les émissionsémissions d'aérosols dans l'atmosphèreatmosphère progressent. La compréhension de leur impact sur le climat devient donc réellement primordiale.