Global warming is speeding breakdown of major greenhouse gas, research shows
Le réchauffement climatique accélère la décomposition d'un important gaz à effet de serre, selon une étude
Par Brian Bell, Université de Californie à Irvine
Édité par Gaby Clark, relu par Robert Egan
Notes de la rédaction
The GIST
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Crédit : Unsplash/CC0 Domaine public
Des scientifiques de l'Université de Californie à Irvine ont découvert que le changement climatique accélère la décomposition de l'oxyde nitreux (N₂O), un puissant gaz à effet de serre et agent de destruction de la couche d'ozone, dans l'atmosphère. Cette découverte introduit une incertitude considérable dans les projections climatiques pour le reste du XXIe siècle.
Des données satellitaires révèlent une évolution de la durée de vie
Grâce à des observations satellitaires étendues du sondeur micro-ondes Limb Sounder de la NASA, couvrant deux décennies (2004-2024), des chercheurs du Département des sciences du système terrestre de l'UC Irvine ont constaté que la durée de vie atmosphérique du N₂O diminue de 1,4 % par décennie. Ce changement, dû aux modifications de la circulation et de la température stratosphériques induites par le changement climatique, est d'une ampleur comparable aux différences observées entre les divers scénarios d'émissions actuellement utilisés par le GIEC pour ses évaluations climatiques.
Les scientifiques de l'UC Irvine ont présenté leurs conclusions dans un article publié aujourd'hui dans les Proceedings of the National Academy of Sciences.
Un facteur crucial mais négligé
« La modification du cycle de vie de l'oxyde nitreux atmosphérique est un élément essentiel du problème qui a été largement négligé », explique Michael Prather, professeur de sciences du système terrestre à l'UC Irvine et co-auteur de l'étude. « Alors que la plupart des recherches se sont concentrées sur la projection de l'évolution des émissions de N₂O dues aux activités humaines, nous avons démontré que le changement climatique lui-même modifie la vitesse à laquelle ce gaz se décompose dans la stratosphère – et cet effet ne peut être ignoré dans les futures évaluations climatiques. »
Selon les climatologues, l'oxyde nitreux est le troisième gaz à effet de serre à longue durée de vie le plus important après le dioxyde de carbone et le méthane, et il est actuellement la principale substance appauvrissant la couche d'ozone d'origine humaine. Avec des concentrations atmosphériques atteignant environ 337 parties par milliard en 2024 et augmentant d'environ 3 % par décennie, il est crucial de comprendre le comportement du N₂O pour atténuer le changement climatique et protéger la couche d'ozone stratosphérique, selon Prather.
L'évolution du puits de carbone complexifie les projections futures.
Les recherches révèlent que la projection de l'abondance du N₂O atmosphérique nécessite non seulement de comprendre les émissions issues de l'agriculture, de l'industrie et des sources naturelles, mais aussi de prendre en compte l'impact du changement climatique sur le puits stratosphérique où le N₂O est détruit. La stratosphère est la couche atmosphérique située entre 10 et 50 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre.
Parmi les principales conclusions de l'étude, on note que la durée de vie moyenne actuelle du N₂O est de 117 ans, mais qu'elle diminue d'environ un an et demi par décennie. Cette diminution est cohérente avec les changements observés dans la circulation stratosphérique et les profils de température. Extrapolée à l'horizon 2100, cette évolution de la durée de vie entraîne des variations de la concentration d'oxyde nitreux atmosphérique équivalentes à des variations importantes des scénarios d'émissions de gaz à effet de serre du GIEC.
Les auteurs de l'étude soulignent que si l'accumulation de dioxyde de carbone dans l'atmosphère entraîne un réchauffement près de la surface terrestre, le CO₂ refroidit la stratosphère, ce qui affecte les réactions chimiques détruisant le N₂O et produisant des oxydes d'azote qui appauvrissent la couche d'ozone.
« Ce refroidissement, combiné à des modifications des schémas de circulation atmosphérique, accélère le transport du N₂O vers les régions où il est détruit. Il s'agit d'une boucle de rétroaction qui complexifie davantage les projections climatiques », explique Calum Wilson, doctorant en sciences du système Terre à l'Université de Californie à Irvine et co-auteur de l'étude.
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L'incertitude rivalise avec les scénarios d'émissions
Cette recherche démontre que l'incertitude liée à l'évolution de la durée de vie du N₂O est comparable à celle qui existe entre les différents scénarios socio-économiques partagés (SSP), utilisés par les climatologues pour projeter les concentrations futures de gaz à effet de serre selon différentes hypothèses de politiques et de développement.
Par exemple, les scientifiques ont constaté que la poursuite de la tendance observée à la baisse de la durée de vie du N₂O réduirait les niveaux de N₂O projetés d'une quantité équivalente à celle qu'on obtiendrait en passant d'un scénario à fortes émissions (SSP3-7.0) à un scénario à émissions modérées (SSP1-2.6 ou SSP2-4.5), sans aucune modification des émissions réelles.
Selon Prather, les conclusions de l'étude ont des implications importantes pour les modèles et projections climatiques jusqu'en 2100, les calculs du potentiel de réchauffement climatique du N₂O, les évaluations de l'appauvrissement de la couche d'ozone, la politique climatique internationale dans le cadre de l'Accord de Paris et les stratégies de réduction des émissions agricoles et industrielles.
Comportement du protoxyde d'azote en altitude
Le protoxyde d'azote s'accumule dans la basse atmosphère, provenant à la fois de sources naturelles telles que les sols et l'eau des océans, et d'activités humaines comme l'agriculture, la combustion des énergies fossiles et les procédés industriels. Il est ensuite transporté dans la stratosphère tropicale par les courants atmosphériques globaux, où le rayonnement ultraviolet et des réactions chimiques le décomposent.
Le principal puits, responsable de 90 % de l'élimination du N₂O, est sa décomposition par le rayonnement solaire dans la moyenne et la haute stratosphère, à environ 25 à 40 kilomètres au-dessus de la surface terrestre. Les 10 % restants sont détruits par réaction avec des atomes d'oxygène excités.
Au cours de ce processus, certaines molécules de N₂O produisent des oxydes d'azote qui catalysent la destruction de l'ozone. Le N₂O est ainsi devenu la principale substance appauvrissant la couche d'ozone d'origine humaine à l'heure actuelle, après l'élimination progressive des chlorofluorocarbones (CFC) dans le cadre du Protocole de Montréal – fruit des recherches primées par le prix Nobel menées par le professeur F. Sherwood Rowland de l'Université de Californie à Irvine et le chercheur postdoctoral Mario Molina.
Prochaines étapes pour les modélisateurs du climat
Les auteurs de l'étude soulignent que, bien que leur analyse observationnelle et leur compréhension théorique mettent clairement en évidence des changements de la durée de vie du N₂O induits par le climat, des expériences de modélisation chimie-climat exhaustives sont nécessaires pour quantifier pleinement tous les mécanismes de rétroaction impliqués, en particulier la chaîne complète N₂O → oxydes d'azote → ozone → photolyse du N₂O (décomposition par la lumière solaire) → durée de vie du N₂O.
Des études complémentaires sont également nécessaires sur les variations régionales de la circulation stratosphérique, les interactions avec d'autres modifications de la composition atmosphérique et l'amélioration des projections selon différents scénarios climatiques.
« Ce travail met en lumière une lacune des modèles actuels du système terrestre », a ajouté Prather. « La chimie et la dynamique stratosphériques présentent des incertitudes dans la projection des émissions de N2O qui sont aussi importantes que les incertitudes liées aux différents scénarios d'émissions. Nous devons intégrer ces effets dans les modèles utilisés pour les évaluations climatiques internationales. »
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RESUME
Le réchauffement climatique accélère la décomposition d'un important gaz à effet de serre, selon une étude.
L'oxyde nitreux (N₂O) atmosphérique se décompose plus rapidement en raison des modifications de la circulation stratosphérique et de la température induites par le changement climatique, sa durée de vie diminuant de 1,4 % par décennie. Cette situation introduit une incertitude dans les projections futures de N₂O, comparable aux différences observées entre les principaux scénarios d'émissions, ce qui complexifie les évaluations du climat et de l'ozone et souligne la nécessité d'améliorer la modélisation.
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COMMENTAIRES
On n een finit plus avec ce foutu changement de climat !! A prés le CO2 et lee CH4 voilà maintenant que gae hilarant N2O vient nous démolir notre couche d ozone O3 !
Mes élèves vont me demander a quoi sevent des prédictions s iimprécises !
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Publication details
Michael J. Prather et al, Projecting nitrous oxide over the 21st century, uncertainty related to stratospheric loss, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2524123123
Journal information: Proceeding
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