aérosols

Les forêts émettent des aérosols qui limitent le réchauffement

Dorota Retelska 7 commentaires

L’odeur de la forêt provient de molécules chimiques émises par les arbres. L’augmentation de la température accroît la transpiration des forêts et l’émission de ces composés. Dans l’atmosphère, ils subissent des transformations chimiques et certains d’entre eux provoquent la condensation des nuages. Quand il y en a plus,  les gouttelettes d’eau qui forment les nuages sont plus petites, les nuages plus clairs, et ils réfléchissent plus la lumière du soleil. Cet effet s’appelle l’albédo. C’est un paramètre important de la température terrestre. Les aérosols dérivés des arbres (BSOA: biogenic secondary organic aerosols),  pourraient compenser un peu le réchauffement climatique à mesure que la température augmente.  

Dans les forêts boréales, il y a peu de pollution, et les molécules émises par les arbres sont les principaux aérosols dans l’atmosphère.  

Au cours des années 2012-2018  le Nord a connu des étés plus chauds que par le passé, dont deux épisodes particulièrement doux. L’émission des aérosols monoterpènes et des sesquiterpènes, qui engendrent les nuages, a alors  beaucoup augmenté.

La concentration d’aérosols varie de moins d’1 ug /m3 en dessous de 10°C. Elle  augmente clairement lorsque la température monte, à environ 9ug /m3 autour de 25°C (figure).  La fraction capable de condenser les nuages s’accroît aussi.   

L’opacité de l’atmosphère, mesurée par satellite,  augmente réellement quand il fait plus chaud (figure).

Les aérosols s’accumulent dans les courants venant de toute part, lorsque l’air stationne au-dessus des forêts; par contre les pluies les emportent.  La concentration finale dépend surtout de la température.

Lorsque les étés sont chauds, les arbres transpirent plus, ce qui libère plus de molécules dans l’atmosphère. La  végétation boréale pousse aussi beaucoup plus.

Lea scientifiques ont observé une augmentation de l’albédo, un éclaircissement de l’atmosphère terrestre, d’environ 18%. En extrapolant cette valeur, ils supposent que les forêts pourraient émettre encore plus d’aérosols quand il fera plus chaud, et  l’albédo au-dessus des étendues du Nord, en été, pourrait doubler à +3°C.  Cependant, les bois sont aussi à la merci d’épisodes de sécheresse, de feu, et de maladies qui pourraient perturber leurs capacités à capter le carbone et leur émission de composés aromatiques, alors leur effet pourrait être plus faible que cette estimation.  C’est quand même une très bonne nouvelle, et une raison supplémentaire de protéger les forêts du Nord,  qui rendront encore de grands services à la Biosphère.

Image par jplenio de Pixabay

La diminution des émissions de 2020 a-t-elle réchauffé la Planète? 

Dorota Retelska 14 commentaires

Combustion de carburants fossiles et aérosols

L’épidémie de coronavirus et les mesures de confinement ont provoqué une réduction des émissions de carbone planétaires, particulièrement de celles des transports terrestres et aériens.

La réduction a atteint 26% à son apogée (blog , Article Le Quéré) et les émissions de carbone de l’année 2020 ont baissé d’environ 6% (Lien IEA). Une étude récente suggère que les Etats – Unis ont même vécu une baisse plus importante (lien).

La combustion de  charbon, de bois et de gaz dégage du gaz carbonique, dont la demie-vie dans l’atmosphère est d’environ cent ans.  Elle produit aussi des aérosols, qui ne subsistent que quelques jours dans l’air. Il s’agit de diverses molécules dont certaines absorbent la lumière solaire et d’autres la réfractent , et en protègent la Planète (Lien aerosols).

L’utilisation des énergies fossiles provoque la formation de ces molécules qui refroidissent la Planète. Un des grands dilemmes du climat est que l’arrêt soudain de toutes les usines provoquerait la disparition des aérosols, qui pourrait brusquement réchauffer la Planète d’environ un demi-degré Celsius. Ce serait dramatique, pourrait conduire à des violentes intempéries et à la mort des forêts. 

Pourtant, si nous continuons, l’effet de serre s’accroît et la température planétaire augmente. 

Certains considèrent qu’une dispersion artificielle de particules (geoengineering SRM) dans l’atmosphère est la seule solution pour sauver le climat terrestre. 

Effet du confinement

Image by Tumisu from Pixabay

La grande expérience planétaire de 2020 nous a apporté des renseignements sur ce sujet.  Les émissions de carbone ont été réduites de 6 ou 7%. Les aerosols ont diminué. Comment ce changement a-t-il influé sur la température de la Planète?  Les calculs basés sur plusieurs modèles indiquent que la quantité de rayonnement solaire touchant la Terre a augmenté pendant cette période, mais pas au point d’augmenter la température ou le rayonnement terrestre.  Même localement en Asie, où l’effet de réduction a été le plus fort,  l’augmentation de température n’a pas dépassé 0,1 degrés Celsius (communiqué, article).

Une autre publication rapportait que le printemps chaud que nous avons vécu en 2020 en Europe n’a pas été directement causé par l’arrêt des usines et l’absence de particules dans l’atmosphère, mais était un phénomène météorologique indépendant. 

Les calculs qui rapportent peu d’effet de la réduction des aérosols sur la température  se basent sur des chiffres estimés de l’effet des aérosols. J’aimerais voir ces calculs confirmés par des mesures directes de rayonnement solaire. 

Aérosols et réchauffement futur

L’effet de ces particules sur le climat a été sujet de débat. La combustion du bois, du pétrole, et du charbon produit différents mélanges. J’ai trouvé une publication qui estime que la combustion du charbon pourrait temporairement refroidir la Planète, alors que celle du pétrole et du bois la réchauffe plutôt (lien).

 Si c’est le cas, nous avons intérêt à arrêter au plus vite le traffic automobile et la déforestation, et à réduire la consommation du charbon plus lentement, de manière bien calculée. En 2020, la diminution des émissions du pétrole a été la plus forte. Il est donc possible que nous ayons réduit les aérosols absorbants (chauffants) plus que ceux qui refroidissent la Planète. Par contre, les feux de forêt ont été très importants et ils ont pu contribuer au réchauffement annuel.

Si les aérosols du pétrole ne refroidissent pas la Planète, l’arrêt rapide de son utilisation pourrait protéger notre civilisation.  Par contre, un arrêt immédiat et total de toutes les usines à charbon planétaires pourrait être dangereux pour le climat. Du reste, un arrêt progressif sur dix ou vingt ans nous permettrait d’organiser la transition vers un monde sans carbone fossile, et à l’économie locale.

Cette année l’activité volcanique semble intense,  notamment la Souffrière  a rejeté une grande quantité de particules qui pourraient tamiser le rayonnement solaire.  Elles remplacent les particules émises par les usines.

Il est aussi essentiel de protéger les forêts.  Les aérosols de combustion du bois pourraient contribuer immédiatement au réchauffement, Les feux de forêt émettent beaucoup de carbone,  de plus les forêts sont très importantes pour la Biosphère, une Terre déforestée ne serait peut-être pas habitable pour les humains.   Plantons et protégeons les arbres!

Image de couverture by Ralf Vetterle from Pixabay

 

Réchauffement à pas de géant

Dorota Retelska 21 commentaires

Ces dernières années, de nombreuses catastrophes se sont produites sur la Planète. Les températures ont fortement augmenté et sont restées élevées au cours des 5 ou 6 dernières années.

La croissance de la température globale était d’abord mesurée en comparaison avec le début du 19ième, ce qui donnait une mesure totale du réchauffement anthropique advenu depuis le début de l’ère industrielle.

Aujourd’hui, je vois sur le site de la NASA que les valeurs de réchauffement sont obtenues par comparaison avec la période 1951-1980. Soit. Le changement qui s’est produit au cours des cent premières années de l’ère industrielle n’apparaît pas clairement et nous sommes à 0.99°C de réchauffement pour l’année 2019, par rapport 1951-1980, depuis à peu près 50 ans.

Quel que soit l’étalon, il est clair que les températures globales ont fortement augmenté depuis quelques années, en 2014, 2015, et 2016, et restent élevées.

L’année 2016 a été une année El Nino, où des eaux chaudes affleurent à la surface de l’océan. Ces événements sont toujours accompagnés de températures particulièrement élevées, et de vagues de chaleur. 2017 était une année la Nina, où les eaux froides parviennent à la surface  du Pacifique, mais la température n’a pas beaucoup baissé en 2017. Elle est restée plutôt élevée  en 2018, en 2019, et en 2020.

James Hansen, l’ancien responsable  de l’Institut de recherche Goddard de la NASA avait alerté les Etats-Unis sur le changement climatique.  Il a d’abord estimé qu’une accélération du réchauffement était en cours en comparant les températures de 2017 aux événements la Nina précédents. Selon lui,  ces années sont particulièrement stables, et leurs valeurs de températures sont reproductibles. Il a observé que les températures ont augmenté plus en 2017 qu’entre les deux épisodes la Nina précédents.

Récemment, James Hansen a établi la moyenne des températures des cinq années précédentes (courbe rouge sur le premier graphique lien) et a calculé qu’elle est très élevée. Selon ses calculs, le réchauffement climatique a clairement accéléré ces dernières années. La température des océans et la quantité d’énergie excessive accumulée par la Planète ont aussi augmenté rapidement pendant cette période (de 0,6 W/m2 à 0,87 W/m2 en une décennie).

Il a vérifié si ce changement était corrélé avec un rayonnement plus fort du soleil, où avec une augmentation du CO2 atmosphérique. Il ne voit pas de changement important de ces deux facteurs, qui ne semblent donc pas être la cause de l’accélération des températures. J’ajouterai que les émissions de carbone de la végétation, des feux de forêts et de sécheresses, apparaitraient dans les mesures de CO2 atmosphérique. Il y doit y avoir autre chose, un autre changement du système Terre, qui provoque une élévation plus rapide des températures.

La glace marine qui entoure l’Antarctique et couvrait auparavant la mer Arctique reflète énormément de lumière du soleil en été pour l’Arctique, et lors de l’été Austral pour l’Antarctique. Au cours des quelques dernières années, elle s’était bien plus réduite autour de l’Antarctique. La surface sombre de l’océan était exposée au lieu de la glace, et absorbait bien plus de chaleur.  Ce changement aurait pu expliquer un réchauffement plus rapide au cours de ces dernières années, j’ai d’ailleurs essayé d’argumenter à ce sujet auprès de James Hansen. C’est un facteur important et il devrait être inclus dans les calculs, il le sera sûrement dans les calculs définitifs du GIEC. Ici, James Hansen a travaillé avec une moyenne de températures de cinq ans, alors que le GIEC évaluera, plus tard, l’évolution sur une période  de dix ans.

Cependant, James  Hansen rapporte que la glace entourant l’Antarctique, qui s’était réduite au cours des années précédentes, a récemment retrouvé sa surface d’avant.  Et l’année 2020 est aussi très chaude, septembre 2020 est le mois de septembre le plus chaud de l’Histoire.  James conclut donc que l’accélération du réchauffement doit être imputée à un autre facteur, et il incrimine les aérosols atmosphériques.

On pourrait encore supposer que l’accélération était due à la réduction de la glace Antarctique au cours des années passées, et que cette année, en 2020,  elle serait due à la diminution des aérosols atmosphériques. L’intérêt de ce débat vise à déterminer si le réchauffement progressera aussi vite par la suite, ou même accélérera encore, ou si au contraire il retrouvera le rythme prévu par le GIEC.  La glace entourant l’Antarctique s’est réduite de façon temporaire, à cause de courants marins changeants, et a déjà retrouvé sa surface passée.

D’autre part James écrit que les aérosols atmosphériques ne sont pas mesurés, et que cette omission est intentionnelle. En tout cas, ils devraient absolument être surveillés.

Ces dernières années, le changement s’est accéléré, et la Planète se transforme visiblement. Le réchauffement est déjà très grave, et le Futur est plein d’incertitudes. S’il progressait aussi rapidement par la suite, des événements graves, dangereux pour notre vie, pourraient se précipiter.

 

Image par Darwin Laganzon de Pixabay