Clés : climat GIEC changement climatique modélisation atmosphère CO2

Auteurs
Camille Risi Chercheuse CNRS en météorologie dynamique - LMD Sorbonne Université, Institut Pierre-Simon Laplace
Sandrine Bony Directrice de recherche CNRS au Laboratoire de météorologie dynamique (LMD - Sorbonne université), Institut Pierre-Simon Laplace
Déclaration d’intérêts
Camille Risi a reçu des financements de l'ANR (Agence Nationale de la Recherche).
Sandrine Bony a reçu des financements de l'European Research Council.
Les nuages jouent un rôle crucial sur le climat. D’une part, ils refroidissent la Terre, en faisant de l’ombre au rayonnement solaire. D’autre part, les nuages hauts la réchauffent, en contribuant à l’effet de serre. Mais les nuages, de nature très variables et soumis à la circulation atmosphérique, s’avèrent particulièrement difficiles à modéliser.
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Le réchauffement simulé par un modèle peut être décomposé en différentes composantes. Il y a d’abord l’effet direct du CO2 : plus sa concentration atmosphérique augmente, plus le rayonnement infrarouge émis par la Terre a du mal à s’échapper vers l’espace, et plus la Terre se réchauffe : c’est l’effet de serre.
Mais cet effet direct du CO2 est modulé par des rétroactions climatiques : ce sont des « cercles vicieux » qui amplifient, ou atténuent, le réchauffement lié au CO2. La principale rétroaction est liée à la vapeur d’eau, autre gaz à effet de serre : plus la Terre chauffe, plus son atmosphère se charge en vapeur d’eau. Ainsi, l’effet de serre augmente et la Terre se réchauffe d’autant plus.
Cette rétroaction double quasiment le réchauffement par rapport à l’effet direct du CO2. Sur ce phénomène, les différents modèles se rejoignent.
La deuxième rétroaction la plus importante concerne les nuages. En moyenne sur tous les modèles, celle-ci accroît le réchauffement de 50 % par rapport à l’effet direct du CO2. Mais cette rétroaction affecte le réchauffement entre -1 à +1,5 °C selon les modèles pour un doublement de CO2.
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L’impact complexe des nuages bas tropicaux
... plus la mer est chaude, plus le brassage vertical de l’air assèche efficacement les basses couches, diminuant la couverture nuageuse et donc amplifiant le réchauffement.
Mais à l’opposé, on s’attend à un affaiblissement de la circulation atmosphérique avec le changement climatique, ce qui conduirait à des couches nuageuses plus épaisses, et donc atténuerait le réchauffement.
... Pour mieux comprendre les processus en jeu, des campagnes de terrain sont organisées pour observer les propriétés nuageuses et les conditions atmosphériques associées, de manière de plus en plus détaillée.