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La végétation boréale tend à limiter le réchauffement en augmentant l’éclat des nuages

Crédits : Pixabay License.

De nouvelles recherches ont démontré l’existence d’une rétroaction négative (l’inverse d’un cercle vicieux) entre la hausse des températures et les nuages en région boréale, un mécanisme qui met en jeu les aérosols émis par la végétation. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications ce 24 septembre.

Pour passer de l’état gazeux à l’état condensé, l’eau a besoin de poussières microscopiques appelées aérosols autour desquelles va débuter le processus de condensation. Parmi les nombreux types d’aérosols en suspension dans l’air, on trouve des particules issues des composés organiques volatils (COV) émis par la végétation. Or, avec le réchauffement climatique, les émissions de COV tendent à augmenter et peuvent alors influencer la couverture nuageuse.

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Crédits : NSF

Avec plus d’émissions de COV, on s’attend à ce que le nombre de gouttelettes d’eau nuageuse augmente. Pour une même quantité de vapeur disponible, cela conduit à des gouttelettes plus petites qui réfléchissent mieux le rayonnement solaire. Autrement dit, on obtient des nuages qui refroidissent plus efficacement la surface.

Ainsi, par le biais des aérosols qu’elle émet, la végétation peut atténuer la hausse initiale des températures. On parle de rétroaction climatique négative. Ce processus semble surtout efficace au niveau des régions boréales où les émissions de COV sont importantes et où la pollution humaine est relativement faible avec un maximum annuel d’efficacité en saison chaude.

De la végétation aux nuages : la complexité des interactions au sein du système climatique 

Dans une nouvelle étude, des chercheurs finlandais ont étudié comment la hausse des COV influençait la concentration en aérosols secondaires biogéniques et la couverture nuageuse. Résultat : les données issues d’une station locale (Hyytiälä SMEAR II) et des satellites ont bien révélé une augmentation du rayonnement solaire renvoyé vers l’espace, à la fois de façon directe par les particules et par le biais d’une couverture nuageuse rendue plus réfléchissante.

végétation nuages
Représentation schématique du mécanisme évoqué dans cet article. Le climat de référence figure à gauche et le climat réchauffé à droite. De bas en haut : hausse de l’émission de COV, hausse du taux d’aérosols secondaires biogéniques, hausse du nombre de noyaux de condensation, diminution de la taille des gouttelettes nuageuses, augmentation de l’épaisseur nuageuse, augmentation de la réflectivité nuageuse. Crédits : Taina Yli-Juuti & coll. 2021.

« Le taux d’aérosols organiques en été a montré une nette augmentation avec la température, avec une hausse simultanée de la concentration en noyaux de condensation ​​dans un environnement de forêt boréale », note l’étude dans son résumé. « Les observations satellitaires ont révélé un changement dans les propriétés des nuages ​​avec une augmentation de la réflectivité allant de concert avec la hausse du taux d’aérosols organiques dans la région. Les résultats fournissent des preuves d’observation directes sur l’importance de ce mécanisme de rétroaction climatique négative ».

La nécessité d’une bonne représentation de la biosphère dans les modèles de climat n’est plus à démontrer, et cette étude l’illustre une nouvelle fois. La mise en évidence du mécanisme de rétroaction évoqué dans cet article demandera de représenter plus en détail les interactions entre le climat global, la chimie atmosphérique et le monde végétal.