in

La vapeur d’eau a un impact climatique plus subtil que prévu

terre jour le plus court
Crédits : NASA/Reid Wiseman

Une étude dirigée par l’Université de Californie à Davis (États-Unis) rapporte un mécanisme climatique jusqu’à présent négligé impliquant la vapeur d’eau. En l’implémentant de façon systématique dans les modèles de climat, il devrait réduire les incertitudes associées à l’évolution future de la couverture nuageuse. Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique Nature Geoscience ce 3 octobre.

À même pression et même température, une masse d’air humide est plus légère qu’une masse d’air sec. Cet effet que l’on doit à la moindre flottabilité de la vapeur d’eau est généralement considéré comme étant d’importance négligeable dans la dynamique du climat à grande échelle. Aussi, une partie significative des modèles numériques utilisés pour anticiper les changements futurs n’en tient pas compte.

La flottabilité de la vapeur d’eau, une influence sous-estimée

De nouveaux travaux ont toutefois montré que l’hypothèse de départ, c’est-à-dire le fait de considérer que la flottabilité de la vapeur d’eau joue un rôle négligeable, ne tient pas la route. Et pour cause, il s’avère que celle-ci régule en partie la quantité de nuages bas situés dans les zones subtropicales et donc la quantité d’énergie solaire entrant dans le système climatique.

Aussi, les modèles qui ne tiennent pas compte de cet effet présentent un biais dans la distribution en nuages bas pouvant aller jusqu’à 50 % par rapport à la climatologie. Or, la couverture nuageuse et son évolution constituent la première cause d’incertitudes dans les projections climatiques pour un scénario d’émissions de gaz à effet de serre donné. Il s’agit donc d’un point crucial.

vapeur d'eau
Tendance de la quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère entre 1988 et 2020, ici présentée sous forme du contenu en eau précipitable. Crédits : RSS / REMSS.

« La flottabilité de la vapeur d’eau influence la distribution des nuages bas, lesquels contribuent grandement au bilan énergétique mondial », rapporte Da Yang, auteur principal de l’étude. « Les nuages constituent le plus grand défi à relever pour prédire avec précision le changement climatique futur, et nous devons donc bien comprendre l’influence de la flottabilité de la vapeur d’eau ».

Un effet contre-intuitif

Cette influence s’exprime de façon assez surprenante, au sens où elle permet à l’air plus froid, intuitivement plus lourd, de s’élever dans l’atmosphère et ainsi d’augmenter la couverture en nuages bas des zones subtropicales jusqu’à 70 % de sa valeur climatologique. Il n’est donc pas question d’un effet marginal, d’où la nécessité d’en tenir compte dans les simulations climatiques, qui plus est dans un monde en réchauffement rapide.

« Dans un climat plus chaud, l’effet de flottabilité de la vapeur d’eau sera de plus en plus important en raison de l’augmentation de la quantité de vapeur d’eau atmosphérique », souligne le chercheur. « Cela vaut la peine de consacrer plus d’efforts pour comprendre comment la flottabilité de la vapeur d’eau régule le climat de la Terre ».