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Rapid surge in global warming mainly due to reduced planetary albedo, researchers suggest
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L'augmentation rapide du réchauffement climatique est principalement due à la réduction de l'albédo planétaire, suggèrent les chercheurs
par Alfred Wegener Institute
Si l'on considère le globe dans son ensemble, les nuages élevés et les paysages sans nuages entraînent un réchauffement de l'atmosphère terrestre, car moins d'énergie s'échappe dans l'espace que celle qui arrive du soleil. Pour les nuages bas, c'est l'inverse, leur déclin entraîne donc un réchauffement. Crédit : Alfred-Wegener-Institut / Yves Nowak
2023 a établi un certain nombre de nouveaux records alarmants. La température moyenne mondiale a également augmenté de près de 1,5 degré Celsius au-dessus du niveau préindustriel, un autre record.
Trouver les causes de cette augmentation soudaine s'est avéré un défi pour les chercheurs. Après tout, la prise en compte des effets des influences anthropiques comme l'accumulation de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, du phénomène météorologique El Niño et des événements naturels comme les éruptions volcaniques peut expliquer une grande partie du réchauffement.
Mais cela laisse encore un écart d'environ 0,2 degré Celsius, qui n'a jamais été expliqué de manière satisfaisante.
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Une équipe dirigée par l'Institut Alfred Wegener avance une explication possible à l'augmentation de la température moyenne mondiale : notre planète est devenue moins réfléchissante parce que certains types de nuages ont diminué. Les travaux sont publiés dans la revue Science.
« Outre l'influence d'El Niño et le réchauffement à long terme attendu dû aux gaz à effet de serre anthropiques, plusieurs autres facteurs ont déjà été évoqués qui pourraient avoir contribué aux températures moyennes mondiales étonnamment élevées depuis 2023 », explique le Dr Helge Goessling, notamment une activité solaire accrue, de grandes quantités de vapeur d'eau provenant d'une éruption volcanique ou une diminution des particules d'aérosols dans l'atmosphère. Mais si tous ces facteurs sont combinés, il y a toujours 0,2 degré Celsius de réchauffement sans cause évidente.
Le Dr Goessling, de l'Institut Alfred Wegener, Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine (AWI), est l'auteur principal de l'étude.
« L'écart explicatif de 0,2 degré Celsius pour 2023 est actuellement l'une des questions les plus intensément débattues dans la recherche sur le climat », déclare Goessling.
Pour tenter de combler cet écart, les modélisateurs du climat de l'AWI et du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF) ont examiné de plus près les données satellite de la NASA, ainsi que les données de réanalyse de l'ECMWF, dans lesquelles une série de données d'observation est combinée à un modèle météorologique complexe.
Dans certains cas, les données remontent à 1940, ce qui permet une analyse détaillée de l'évolution du bilan énergétique mondial et de la couverture nuageuse à différentes altitudes.
« Ce qui a attiré notre attention, c'est que, dans les ensembles de données de la NASA et de l'ECMWF, 2023 s'est distinguée comme l'année avec l'albédo planétaire le plus bas », explique le co-auteur, le Dr Thomas Rackow de l'ECMWF.
L'albédo planétaire décrit le pourcentage de rayonnement solaire entrant qui est réfléchi vers l'espace après toutes les interactions avec l'atmosphère et la surface de la Terre.
« Nous avions déjà observé une légère baisse ces dernières années. Les données indiquent qu'en 2023, l'albédo planétaire pourrait être à son plus bas niveau depuis au moins 1940. » Cela aggraverait le réchauffement climatique et pourrait expliquer les 0,2 degrés Celsius « manquants ». Mais qu'est-ce qui a provoqué cette baisse quasi record de l'albédo planétaire ?
La diminution des nuages à basse altitude réduit l'albédo de la Terre
L'albédo de la surface de la Terre est en baisse depuis les années 1970, en partie à cause du déclin de la neige et de la glace de mer dans l'Arctique, ce qui signifie également moins de zones blanches pour réfléchir la lumière du soleil. Depuis 2016, cette situation a été exacerbée par le déclin de la glace de mer dans l'Antarctique.
"Cependant, notre analyse des ensembles de données montre que la baisse de l'albédo de surface dans les régions polaires ne représente qu'environ 15 % de la baisse la plus récente de l'albédo planétaire", explique Goessling.
Et l'albédo a également diminué de manière marquée ailleurs. Pour calculer les effets potentiels de cette réduction de l'albédo, les chercheurs ont appliqué un modèle de bilan énergétique éprouvé capable d'imiter la réponse de température de modèles climatiques complexes.
Ce qu'ils ont découvert : sans la réduction de l'albédo depuis décembre 2020, la température moyenne en 2023 aurait été inférieure d'environ 0,23 degré Celsius.
Une tendance semble avoir considérablement affecté la réduction de l'albédo planétaire : la diminution des nuages de basse altitude dans les latitudes moyennes du nord et dans les tropiques. À cet égard, l'Atlantique se distingue particulièrement, c'est-à-dire exactement la même région où les records de température les plus inhabituels ont été observés en 2023.
"Il est évident que l'Atlantique Nord-Est, qui est l'un des principaux moteurs de la dernière hausse de la température moyenne mondiale, a été caractérisé par une diminution substantielle des nuages de basse altitude non seulement en 2023, mais aussi, comme presque tout l'Atlantique, au cours des 10 dernières années." Les données montrent que la couverture nuageuse a diminué à basse altitude, tandis qu'elle ne diminue que légèrement, voire pas du tout, à altitude moyenne et élevée.
Le fait que ce soient principalement les nuages bas et non les nuages de haute altitude qui soient responsables de la diminution de l'albédo a des conséquences importantes. Les nuages à toutes les altitudes réfléchissent la lumière du soleil, ce qui produit un effet de refroidissement. Mais les nuages des couches atmosphériques hautes et froides produisent également un effet de réchauffement car ils retiennent la chaleur émise par la surface dans l'atmosphère.
"En gros, c'est le même effet que celui des gaz à effet de serre", explique Goessling. Mais les nuages plus bas n'ont pas le même effet. "S'il y a moins de nuages bas, nous perdons seulement l'effet de refroidissement, ce qui rend l'atmosphère plus chaude".
Mais pourquoi y a-t-il moins de nuages bas ? La diminution des concentrations d'aérosols anthropiques dans l'atmosphère, notamment en raison de réglementations plus strictes sur les carburants marins, y contribue probablement.
En tant que noyaux de condensation, les aérosols jouent un rôle essentiel dans la formation des nuages, tout en réfléchissant eux-mêmes la lumière du soleil. En outre, les fluctuations naturelles et la rétroaction des océans peuvent y avoir contribué. Goessling estime cependant peu probable que ces facteurs suffisent à eux seuls et suggère un troisième mécanisme : le réchauffement climatique lui-même réduit le nombre de nuages bas.
« Si une grande partie de la baisse de l'albédo est effectivement due à des rétroactions entre le réchauffement climatique et les nuages bas, comme l'indiquent certains modèles climatiques, nous devrions nous attendre à un réchauffement plutôt intense à l'avenir », souligne-t-il.
« Nous pourrions voir le réchauffement climatique mondial à long terme dépasser 1,5 °C plus tôt que prévu à ce jour. Les budgets carbone restants liés aux limites définies dans l'Accord de Paris devraient être réduits en conséquence, et la nécessité de mettre en œuvre des mesures d'adaptation aux effets des extrêmes météorologiques futurs deviendrait plus urgente.
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COMMENTAIRES
D abord pour mes gentils élèves ; albedo =la part des rayonnements solaires qui sont renvoyés vers l'atmosphère. L'albédo permet de calculer grâce à un facteur entre 0 et 100 le rayonnement solaire réfléchi par une surface, 0 correspondant à une surface absorbant tous les rayons, et 100 à une surface renvoyant tous les rayons...
Comment l’albédo contribue-t-il au réchauffement climatique ?
Un faible albédo (par exemple une surfaces sombres) entraîne une plus grande absorption d’énergie et donc un réchauffement. De plus, lorsque davantage de glace et de neige fondent, il y aura davantage de surfaces sombres. Il s’agit donc d’un effet auto-renforçant. Le changement climatique dans l’Arctique est donc important pour le développement du changement climatique à l’échelle mondiale.
Mais une atmosphère nuageuse et / ou pluvieuse soit variable soit permanente complexifie le calcul de l albedo
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More information: Helge F. Goessling, Recent global temperature surge intensified by record-low planetary albedo, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adq7280. www.science.org/doi/10.1126/science.adq7280
Journal information: Science
Provided by Alfred Wegener Institute
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