Trop de CO2 pourrait déstabiliser les nuages marins

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Selon une nouvelle étude basée sur la modélisation, des concentrations de dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique trop élevés pourrait atteindre un point de basculement où les stratus marins deviendraient instables et disparaîtraient, ce qui déclencherait un pic de réchauffement de la planète.

Trop de CO2 ferait augmenter la température de la planète

Cet événement – qui pourrait augmenter les températures de surface d’environ 8 Kelvin au niveau mondial – pourrait survenir à des concentrations de CO2 supérieures à 1 200 parties par million (ppm), selon l’étude publiée le 25 février dans Nature Geoscience, la concentration actuelle est d’environ 410 ppm et augmente à chaque année. Si le monde continue à brûler des combustibles fossiles au rythme actuel, le niveau de CO2 de la Terre pourrait dépasser les 1 200 ppm au cours du prochain siècle.

« Je pense et espère que les changements technologiques vont réduire les émissions de carbone de manière à ne pas atteindre des concentrations de CO2 aussi élevées. Mais nos résultats montrent qu’il existe des seuils dangereux de changement climatique dont nous n’avions pas conscience », déclare Tapio Schneider professeur en sciences et en ingénierie de l’environnement et chercheur principal au Jet Propulsion Laboratory, que Caltech gère pour la NASA.

Cette étude pourrait aider à résoudre un mystère de longue date en paléoclimatologie. Les archives géologiques indiquent que durant l’Éocène (il y a environ 50 millions d’années), l’Arctique était exempt de gel et abritait des crocodiles. Cependant, selon les modèles climatiques existants, les niveaux de CO2 devraient dépasser 4 000 ppm pour réchauffer la planète suffisamment pour que l’Arctique soit aussi chaud.

Cela représente plus de deux fois la concentration probable de CO2 au cours de cette période. Toutefois, un pic de réchauffement provoqué par la perte de couches de nuages ​​de stratus pourrait expliquer l’apparition du climat de serre de l’Éocène.

Les nuages ​​refroidissent la Terre en reflétant la lumière du Soleil

Les couches nuageuses de stratus couvrent environ 20% des océans subtropicaux et sont répandues dans les parties orientales de ces océans, par exemple au large des côtes de la Californie ou du Pérou. Les nuages ​​refroidissent la terre en reflétant la lumière du Soleil qui les renvoie dans l’espace. Cela les rend importants pour la régulation de la température de surface de la Terre. Le problème est que les mouvements d’air turbulents qui alimentent ces nuages ​​sont trop petits pour être résolus par les modèles climatiques mondiaux.

Pour contourner ce problème Schneider et ses coauteurs, Colleen Kaul et Kyle Pressel du Pacific Northwest National Laboratory, ont créé un modèle à petite échelle d’une section atmosphérique représentative au-dessus d’un océan subtropical, simulant les nuages ​​et leurs mouvements au-dessus de cette zone océanique avec des supercalculateurs.

Ils ont observé une instabilité des nuages, suivie d’un pic de réchauffement lorsque les niveaux de CO2 dépassaient 1 200 ppm. Les chercheurs ont également constaté qu’une fois les couches de nuages ​​disparues, elles ne réapparurent que lorsque les quantités de CO2 avaient chuté à des niveaux nettement inférieurs à ceux où l’instabilité s’est produite.

Mieux représenter les nuages ​​et d’autres caractéristiques importantes

« Cette recherche laisse entrevoir un angle mort dans la modélisation du climat », a déclaré Schneider, qui dirige actuellement un consortium appelé Alliance pour la modélisation du climat (CliMA), dans le but de créer un nouveau modèle climatique.

CliMA utilisera des outils d’assimilation de données et d’apprentissage automatique pour fusionner les observations de la Terre et les simulations à haute résolution en un modèle représentant mieux les nuages ​​et d’autres caractéristiques importantes à petite échelle que les modèles existants. L’une des utilisations de ce nouveau modèle consistera à déterminer plus précisément le niveau de CO2 auquel l’instabilité des nuages se produit.

Source : California Institute of Technology
Crédit photo sur Unsplash : Ry Van

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