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En Arctique, le futur des nuages reste incertain

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Crédits : Pexels.

Une expédition d’un an menée dans le centre de l’Arctique par un groupe de chercheurs de l’Université d’État du Colorado (États-Unis) devrait permettre de mieux comprendre comment les nuages évolueront dans le grand Nord avec le changement climatique. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications le 20 juin dernier.

Les nuages sont une composante majeure du système climatique. Or, ceux-ci ont été assez peu étudiés en Arctique, une région où ils influencent fortement le bilan énergétique à la surface de la banquise. On pense par exemple qu’ils contribuent au phénomène d’amplification polaire en agissant à la manière d’une couverture qui piège la chaleur près du sol durant la majeure partie de l’année.

Leur interaction avec les noyaux glaciogènes qui peuplent l’atmosphère reste toutefois une grande inconnue. Or, ces particules minérales, biologiques ou océaniques déterminent la quantité de glace dans les nuages, celle-ci modulant à son tour l’ampleur de leur influence sur les flux d’énergie. Les nuages composés d’eau liquide ont typiquement un impact plus important que ceux dominés par la glace pour les conditions climatiques de surface.

Nuages et aérosols : une meilleure connaissance des conditions actuelles pour anticiper le futur

Afin de progresser sur la question, une équipe de chercheurs a recueilli des milliers d’échantillons d’air, d’eau et de glace au centre de l’Arctique entre 2019 et 2020. Ce projet effectué à bord du Polarstern s’est déroulé dans le cadre de la campagne scientifique MOSAIC et a mis en évidence une oscillation saisonnière jusqu’alors inconnue en ce qui concerne la quantité d’aérosols.

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Trajet du Polarstern au cours de l’expédition scientifique. Les couleurs correspondent aux différents mois, d’octobre 2019 à octobre 2020. Crédits : Jessie M. Creamean & coll. 2022.

Tandis que les concentrations de noyaux glaciogènes sont basses en hiver et au printemps, elles culminent en été durant la saison de fonte en lien avec l’explosion de l’activité biologique dans les eaux devenues libres de glace. Cette fluctuation de la source de particules influence les nuages et tend à rétroagir sur le climat arctique en favorisant encore un peu plus la débâcle saisonnière.

« Il est important de connaître les concentrations naturelles de ces noyaux glaciogènes avant de pouvoir vraiment évaluer comment le changement climatique les affectera », rapporte Jessie M. Creamean, auteure principale de l’étude. « Les modèles ne parviennent pas à estimer correctement ces noyaux glaciogènes et leurs effets sur les nuages. Il s’agissait donc d’une observation importante qui a permis de voir d’où viennent ces particules et comment elles évoluent au cours de l’année ».

Avec une meilleure connaissance du type d’aérosols et de leurs variations saisonnières, il devrait être possible d’estimer les changements de la couverture nuageuse en Arctique avec plus de certitudes. Selon l’évolution de la teneur en glace, leurs impacts sur les rayonnements solaire et infrarouge ainsi que sur les précipitations se modifieront. Toutefois, à l’heure actuelle, il n’est pas clair si ces changements amplifieront ou atténueront le réchauffement régional.