Les petites éruptions volcaniques contribuent de manière significative au climat
Malgré l’absence d’éruption volcanique majeure durant ces dix dernières années, l’augmentation de la quantité d’aérosols dans la stratosphère a contribué de manière significative à masquer en partie l’effet du réchauffement climatique dû aux émissions humaines de gaz à effet de serre. C’est ce qu’a révélé une étude franco-américaine coordonnée par Susan Solomon et combinant observations et modélisation, publiée en ligne dans Science Express du 21 juillet 2011 et à laquelle le LATMOS a participé. Ces résultats montrent clairement que la prise en compte de la quantité moyenne d’aérosols stratosphériques s’avère importante pour la simulation du climat à l’échelle décennale.
Comprendre les changements climatiques sur des échelles temporelles allant du mois au siècle nécessite de tenir compte de tous les forçages externes qui s’exercent sur l’atmosphère. Ainsi, la grande quantité d’observations par satellite et au sol obtenues durant la dernière décennie permet un examen précis de tous les termes du forçage et permet de tester les modèles numériques du climat.
Parmi ces forçages, les quantités colossales de soufre injectées après les éruptions volcaniques majeures telles que celles des volcans Tambora en 1815 ou du Mont Pinatubo en 1991 sont connues pour refroidir de façon significative l'atmosphère au niveau du sol. En effet, les gouttelettes d’acide sulfurique provenant de l’oxydation du dioxyde de soufre initialement expulsé par ces volcans réfléchissent efficacement le rayonnement solaire vers l’espace. Une étude franco-américaine à laquelle le LATMOS a contribué, publiée en ligne dans Science Express le 21 Juillet 2011, montre cependant que, même en l’absence d’événements d’une telle ampleur, l’augmentation lente de la quantité d’aérosols stratosphériques observée durant la dernière décennie a contribué à réduire temporairement le taux du réchauffement climatique.
Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs ont utilisé les mesures d’aérosols stratosphériques acquises par plusieurs missions spatiales
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pour estimer l’impact de leur variabilité moyenne sur les changements climatiques de la dernière décennie. Dans une première étude, publiée dans le numéro de la revue Geophysical Research Letter daté du 30 juin, les chercheurs français et américains ont d’abord montré que l’augmentation des aérosols stratosphériques observés par satellites entre 2000 et 2010 était largement provoquée par de fréquentes mais petites éruptions volcaniques injectant du soufre dans la basse stratosphère des régions tropicales.
Le même jeu de données, utilisé dans cette deuxième étude, a permis de montrer que l’influence de l’augmentation de ces aérosols stratosphériques a masqué une partie du réchauffement climatique dû aux gaz à effet de serre. En effet, l’augmentation en moyenne de 7% par an des aérosols stratosphériques pendant cette période a induit un forçage radiatif d’environ -0.1 W/m2. Par comparaison, l’augmentation de 0.5 % par an du dioxyde de carbone dans l’atmosphère durant la même période est à l’origine d’un forçage de +0.3 W/m2. Dès lors, ces résultats semblent indiquer que les changements à l’échelle décennale du forçage radiatif des aérosols stratosphériques sont significatifs comparés à ceux induits par l’augmentation lente du gaz carbonique. Ainsi, la présence de ces aérosols a probablement réduit une partie du réchauffement climatique de 0.07°C durant la dernière décennie, ce qui aurait diminué de 10% l’expansion thermique des océans et donc la montée du niveau de la mer, par rapport à ce qu’elle aurait dû être en l’absence de ces particules.
Ces recherches soulignent l’importance de la prise en compte des variations moyennes des aérosols stratosphériques pour la simulation du climat aux échelles décennales. Lorsqu’elles ne sont pas prises en compte dans les modèles climatiques, ces variations peuvent être des sources d’erreur pour les prédictions du climat.
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Source d’aérosols dans la stratosphère et leur effet refroidissement sur le climat.
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Kristina Ruhlman
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Sources
- Major influence of tropical volcanic eruptions on the stratospheric aerosol layer during the last decade, J.-P. Vernier, L. W. Thomason, J.-P. Pommereau, A. Bourassa, J. Pelon, A. Garnier, A. Hauchecorne, L. Blanot, C. Trepte, D. Degenstein, F. Vargas, Geophysical Research Letters, vol. 38, L12807, 2011
- The persistently variable « background » stratospheric aerosol layer and global climate change, S. Solomon, J. S. Daniel, R. R. Neely III, J.-P. Vernier, E. G. Dutton, L. W. Thomason, Science Express, 21 juillet 2011
Note
- Les données utilisées proviennent de GOMOS (Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars) de l’ESA (Agence Spatiale Européenne), du lidar CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder) de la NASA (National Aeronautics and Space Administration) et du CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) ainsi que de l’instrument SAGE II (Stratospheric aérosols and Gas Experiment) de la NASA.
Contacts
Jacques Pelon , LATMOS, Tél. : 01 44 27 37 79
Alain Hauchecorne , LATMOS, Tél. : 01 80 28 50 24
Jean-Paul Vernier , LATMOS et NASA Langley, Tel : (757) 864 9021
Jean-Pierre Pommereau , LATMOS