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Comment les incendies australiens ont chamboulé la stratosphère en 2020

Incendies australiens le 31 décembre 2019. Crédits : Sentinel Hub.

L’injection de fumée dans la stratosphère par les incendies australiens de 2019-2020 se classe comme la plus importante jamais observée par satellite. Aussi, des chercheurs ont montré qu’en plus d’affecter la couche d’ozone, ce phénomène avait induit une redistribution notable d’énergie entre la stratosphère et la surface terrestre. Des résultats récemment publiés dans la revue Geophysical Research Letters.

Les pires incendies de l’histoire

Avec un coût estimé à plus d’1,3 milliard de dollars, les feux de végétation qui ont touché l’Australie entre décembre 2019 et janvier 2020 ont été les plus destructeurs de l’histoire du pays. Visibles depuis la Station spatiale internationale, ils ont détruit de vastes domaines – dont des habitations – et nourrit d’impressionnants panaches de fumée. Ces derniers étant suffisamment massifs pour injecter des poussières jusqu’en stratosphère. La quantité impliquée se chiffrant à près de 1 million de tonnes.

Selon de récents travaux, ces injections ont provoqué un réchauffement de la stratosphère de 1 à 2 °C aux moyennes latitudes de l’hémisphère sud. Une élévation de température qui a persisté durant les six premiers mois de l’année 2020. En effet, la grande stabilité de la stratosphère fait que les poussières injectées ne sont pas facilement évacuées. Aussi, leur influence dure dans le temps à l’inverse de celles émises en troposphère – très rapidement lessivées.

Pyrocumulonimbus capturé en Nouvelle-Gales du Sud le 4 janvier 2020. C’est par le biais de ces tours convectives que les fumées pénètrent la stratosphère. Crédits : Michael Thompson.

Le rôle déterminant du noir de carbone

Mais pourquoi un réchauffement ? La réponse tient à la composition des panaches issus des feux de forêts. Les observations montrent que leur fumée est essentiellement composée de carbone organique et de noir de carbone. Or, ce dernier absorbe très efficacement le rayonnement solaire et provoque ainsi une élévation de température de l’air environnant. La contrepartie de cette absorption augmentée est un refroidissement en surface, consécutif à la diminution de l’énergie solaire arrivant au sol. Avec une fraction de noir de carbone estimée à 2,5 %, le modèle utilisé par les chercheurs rapporte un forçage radiatif de -0,03 W/m² au sommet de l’atmosphère. Autrement dit, les deux effets décrits ci-dessus tendent à se compenser avec une résultante proche de zéro.

Par ailleurs, les scientifiques montrent que les poussières ont favorisé la destruction de l’ozone stratosphérique aux hautes latitudes de l’hémisphère sud. Une perte consécutive à l’enrichissement des fumées en acide sulfurique et à leur transport concomitant vers le pôle sud. Ainsi, les poussières ont agi à la manière d’aérosols sulfatés, c’est-à-dire comme des catalyseurs de la destruction de l’ozone. Les calculs situent le déficit associé entre 4 et 6 %, l’équivalant de 10 à 20 unités Dobson.

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