Les aérosols et le climat

Les aérosols, également appelés particules fines ou PM (de l'anglais particulate matter), tendent à s’opposer au réchauffement climatique par un effet d’ombrage sur le rayonnement solaire. Ils participent aussi à la formation des nuages et jouent par conséquent un rôle important dans la recherche sur le climat.

Les aérosols sont des particules solides ou liquides en suspension dans l'air et proviennent de processus naturels (érosions des sols, embruns marins, feux de forêts,…) ou anthropogéniques (combustions de pétrole, de gaz, de bois, agriculture, volcan,…). S’ils sont néfastes pour la santé, ils sont le seul élément de l’atmosphère permettant de refroidir le climat. Selon leur composition chimique, les aérosols réfléchissent en effet le rayonnement solaire vers l’espace et réduisent ainsi la température du sol.

Les aérosols sont aussi nécessaires à la formation des nuages. Ils agissent en tant que « noyaux de condensation pour les nuages » : lorsque l’air est saturé en vapeur d’eau, l’eau se condense à la surface des aérosols pour former des gouttelettes. Ces gouttelettes grossissent jusqu’à former un nuage dense et provoquer des précipitations. Si on augmente le nombre d’aérosols, les nuages seront formés de gouttes d’eau plus nombreuses mais plus petites. Les nuages seront alors plus brillants et réfléchiront plus de rayonnement solaire vers l’espace, ce qui tend à refroidir le climat par un effet indirect des aérosols. De plus, cela provoquera une diminution des précipitations car les gouttes plus petites restent en suspension dans l’air.

Malgré une grande marge d’incertitude, il est admis par la communauté scientifique que les aérosols contribuent ainsi à réduire le réchauffement climatique induit par les gaz à effet de serre. Les aérosols ont cependant une très courte durée de vie, au maximum quelques semaines, alors que les gaz à effet de serre peuvent rester dans l’atmosphère jusqu’à plusieurs milliers d’années.

Surveillance des aérosols

En Suisse, les aérosols sont mesurés à des fins climatiques au Jungfraujoch (altitude: 3580 m) à travers le programme de la Veille de l'Atmosphère Globale (VAG, Global Atmosphere Watch GAW) sous l’égide de l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM). Les mesures des aérosols au Jungfraujoch, sous  la responsabilité de l'Institut Paul Scherrer, constituent  une des séries temporelles des plus diversifiées et des plus longues au monde. De par son altitude, le Jungfraujoch est partiellement situé dans la troposphère libre. Cette zone est découplée de la partie basse de l’atmosphère dans laquelle s’accumulent les aérosols produits par les sources naturelles et par les activités humaines. Cette couche la plus basse de l’atmosphère s’appelle la couche limite et les aérosols tendent à s’accumuler dans cette couche limite. La station de mesure du Jungfraujoch est située loin des sources de pollution. La longue série temporelle montre qu’un cycle saisonnier peut être observé pour tous les paramètres mesurés. Il est principalement dû au transport vertical en été de masses d’air chargé en aérosol de la couche limite. L’air de la couche limite se réchauffe durant les journées chaudes et ensoleillées, s’élève car il est plus chaud et peut ainsi atteindre des altitudes élevées.

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