De meilleures prévisions météo et modèles climatiques grâce à une nouvelle recherche sur la poussière du désert

La poussière atmosphérique joue un double rôle dans le climat terrestre : elle reflète une partie de la lumière solaire vers l’espace tout en absorbant et en retenant la chaleur de la planète comme une couverture isolante. Mais si la poussière refroidit probablement la planète dans son ensemble, ce n’est pas toute l’histoire. Une nouvelle recherche de l’UCLA montre que l’effet de piégeage de la chaleur de la poussière désertique en suspension dans l’atmosphère est environ deux fois plus important qu’on ne le pensait auparavant.

Bien que les chercheurs aient souligné que les modèles climatiques actuels fonctionnent bien, ces nouvelles découvertes augmenteront encore la précision. La mise à jour des modèles climatiques et météorologiques pour tenir compte du plus grand pouvoir de piégeage de la chaleur de la poussière pourrait améliorer à la fois les prévisions météorologiques à court terme et les projections climatiques à long terme, a déclaré le chercheur principal et scientifique atmosphérique de l’UCLA, Jasper Kok.

En utilisant des données provenant de satellites, de mesures aériennes et de nouvelles simulations climatiques, combinées à des données météorologiques relatives à la température, les chercheurs dirigés par l’UCLA ont élaboré une estimation globale, partagée dans une étude nouvellement publiée dans Nature Communications. Ils ont constaté que l’effet de piégeage de la chaleur de la poussière équivaut à environ 10 % de l’effet de réchauffement du dioxyde de carbone émis par l’homme – l’un des gaz à effet de serre responsables du changement climatique – alors que la plupart des modèles climatiques n’estiment qu’environ 5 %.

« Améliorer la façon dont les modèles représentent le réchauffement causé par la poussière pourrait donc aider à améliorer à la fois les prévisions météorologiques et les projections climatiques », a déclaré Kok, professeur à l’UCLA au département des sciences atmosphériques et océaniques. « Les régions avec plus de poussière seront un peu plus chaudes, entraînant des températures de surface plus élevées et une évaporation plus rapide. Cela peut modifier les mouvements atmosphériques et déplacer où et quand les précipitations se produisent – par exemple, en supprimant les précipitations dans certaines régions tout en les renforçant dans d’autres. De tels effets devraient être les plus forts dans les régions sous le vent des grands déserts comme le Sahara, le Moyen-Orient et l’Asie de l’Est. »  

Selon la taille, l’altitude, la concentration et d’autres facteurs, la poussière atmosphérique peut avoir un effet refroidissant en réfléchissant la lumière solaire vers l’espace ou un effet réchauffant en absorbant et en diffusant le rayonnement thermique vers la Terre, a expliqué Kok. Certaines recherches précédentes de Kok ont montré que ces effets opposés de la poussière se combinent pour créer un petit effet refroidissant qui ralentit légèrement mais n’arrête pas le rythme du réchauffement climatique. La nouvelle recherche de son équipe montre qu’une partie de l’effet refroidissant global de la poussière surmonte un effet chauffant encore plus grand que ce que les modèles climatiques reconnaissaient auparavant.

« La poussière atmosphérique piège environ un quart de watt par mètre carré de chaleur en absorbant et en diffusant le rayonnement thermique émis par la Terre, comparable à environ un dixième de l’effet de réchauffement produit par le dioxyde de carbone émis par toutes les activités humaines », a ajouté Kok. « Les modèles climatiques actuels sous-estiment l’effet chauffant de la poussière d’environ la moitié. Les modèles climatiques restent efficaces et utiles, et cela les rendra encore plus précis. » 

La poussière atmosphérique a augmenté au XXe siècle, atteignant un pic dans les années 1980 pour des raisons que les scientifiques explorent encore. Bien que la poussière ait diminué depuis les années 1980, elle reste élevée par rapport à l’époque préindustrielle, a déclaré Kok. Une grande partie de la poussière actuelle provient de déserts comme le Sahara et le Gobi, ainsi que de lits de lacs asséchés où l’agriculture et d’autres besoins ont conduit les humains à détourner l’eau, comme à la Salton Sea, Owens Valley et le Grand Lac Salé.

« Les modèles climatiques sont légèrement trop conservateurs, car ils omettent généralement la façon dont la poussière diffuse la chaleur émise par la surface et l’atmosphère terrestres vers le bas », a indiqué Kok. « Nos recherches précédentes ont montré que les modèles sous-estiment également la quantité de très grosses particules de poussière dans l’atmosphère, qui sont particulièrement efficaces pour piéger la chaleur. Il y a environ 20 millions de tonnes métriques de très grosse poussière dans le ciel – la masse d’environ 4 millions d’éléphants d’Afrique – et les modèles ne tiennent compte que d’environ un quart de celle-ci. »

Les scientifiques ont réuni plusieurs sources pour parvenir à leurs conclusions. Ils ont obtenu des observations satellitaires de l’abondance de la poussière atmosphérique et de ses effets sur le rayonnement thermique sortant de la Terre. Les mesures aériennes ont fourni les tailles des particules de poussière. Les simulations de modèles climatiques ont montré la répartition spatiale de la poussière dans l’atmosphère. Les données météorologiques ont décrit la structure de température de l’atmosphère.

« Une grande partie de mon travail consiste à peaufiner les modèles climatiques », a conclu Kok. « Mais cela ne signifie pas que les modèles sont complètement faux, ils ne sont pas parfaits à 100 %. Il y a tellement de complexité dans notre système climatique, et les modèles sont justes en ce qui concerne le dangereux réchauffement que nous connaissons. » 

Journal : Nature Communications

Source : California U.