Les aérosols modifient le rayonnement solaire sur des décennies

? la fin des années 1980 et dans les années 1990, des chercheurs de l'ETH Zurich ont trouvé les premiers indices montrant que le rayonnement solaire à la surface de la Terre n'avait cessé de diminuer depuis les années 1950. Ce phénomène est devenu connu sous le nom de "global dimming" - un assombrissement mondial de l'atmosphère. Mais à partir de la fin des années 1980, un "brightening" s'est produit. L'atmosphère s'est à nouveau éclaircie en de nombreux endroits et le rayonnement à la surface de la Terre a augmenté.

"Dans des travaux antérieurs, nous avons montré que le rayonnement solaire à la surface de la Terre n'est pas constant sur des décennies, mais qu'il présente des variations substantielles - un phénomène connu sous le nom de "global dimming and brightening"", explique le professeur Martin Wild de l'ETH, de l'Institut de l'atmosphère et du climat.

Variations naturelles ou pollution atmosphérique ?

La raison de ces variations observées depuis des décennies n'est toutefois pas suffisamment expliquée. La question de savoir si ces fluctuations sont dues à la pollution atmosphérique et au blocage de la lumière solaire par les aérosols qui en résulte, ou si elles sont plut?t la conséquence de fluctuations naturelles du système climatique, est particulièrement controversée.

Certains scientifiques ont ainsi supposé que la couverture nuageuse avait pu évoluer au fil des décennies, atténuant ainsi davantage le rayonnement solaire pendant la phase d'obscurcissement que pendant la phase d'éclaircissement.

Martin Wild et ses collègues d'autres instituts de recherches ont donc analysé les données de mesure des années 1947 à 2017 de la série de mesures de rayonnement de Potsdam, célèbre parmi les climatologues. Il s'agit de l'une des mesures continues les plus longues et les mieux entretenues du rayonnement solaire à la surface de la Terre.

Obscurcissement même lorsque le ciel est sans nuages

Ils ont ainsi pu montrer dans une nouvelle étude que ces variations ne sont pas dues à des changements naturels de la couverture nuageuse, mais qu'elles sont à la base d'aérosols variables d'origine humaine. Le travail vient d'être publié dans la revue spécialisée page externe"Lettres de recherche en géophysique" publié.

"Lors de notre analyse, nous avons filtré l'influence des nuages afin de voir si ces variations à long terme du rayonnement se produisaient également lorsque le ciel était dégagé", explique Wild. Et effectivement : les variations du rayonnement solaire étaient visibles même en l'absence de nuages.

Les chercheurs ont identifié comme facteur principal de l'assombrissement les aérosols qui ont été libérés dans l'atmosphère en raison de la pollution atmosphérique. "Nous le supposions, mais nous n'avons pas encore pu le démontrer directement", explique le professeur de l'ETH.

?claircie après l'effondrement économique

Le fait que le passage de l'assombrissement à l'éclaircissement ait co?ncidé avec l'effondrement économique des anciens pays communistes à la fin des années 80 plaide également en faveur de la variation d'origine humaine. De plus, à cette époque, de nombreux pays industrialisés occidentaux ont introduit des mesures plus strictes en matière de pollution atmosphérique, ce qui a permis d'améliorer massivement la qualité de l'air. Enfin, l'atmosphère se remettait de l'éruption du Pinatubo, qui avait projeté d'énormes quantités d'aérosols dans l'air en 1991.

Dans une étude précédente déjà, Wild et ses collègues avaient en outre pu exclure les fluctuations de l'activité solaire. "Le soleil lui-même n'a eu qu'un minuscule effet négligeable, qui n'atteint pas l'ordre de grandeur de la baisse du rayonnement observée", explique le chercheur.

Dimming réduit l'évaporation et les précipitations

Le rayonnement solaire à la surface de la Terre est un paramètre central dans les questions climatiques. Il influence non seulement la température, mais aussi fondamentalement le cycle de l'eau, en contr?lant l'évaporation, qui influence à son tour la formation des nuages et les précipitations. Ainsi, pendant l'assombrissement global, moins d'eau s'est évaporée de la surface de la Terre et les précipitations ont diminué dans le monde entier.

La cryosphère, c'est-à-dire les mondes glaciaires et glaciaires, est également influencée par le rayonnement. "Le recul de nos glaciers s'est accéléré lorsque l'atmosphère a commencé à s'éclaircir à nouveau", explique Wild. "Et pour l'industrie solaire aussi, une meilleure compréhension de ces variations est de plus en plus importante pour la planification de leurs installations".

? Potsdam, le service météorologique allemand exploite un observatoire qui mesure le rayonnement solaire depuis 1937. La station dispose ainsi de l'une des plus longues séries de mesures du rayonnement au monde. "Je suis très reconnaissant pour les données de mesure qui couvrent plusieurs décennies, car ce n'est que gr?ce à de telles séries de mesures que nous pouvons enregistrer et rendre visibles les changements environnementaux et climatiques", souligne Martin Wild. Il est donc urgent, selon lui, d'entretenir des réseaux de mesure mondiaux qui fonctionnent sur une très longue période. Certes, cela n'est pas très spectaculaire et difficile à financer. "Si nous voulons comprendre le changement climatique et clarifier l'influence de l'homme, nous devons disposer de séries de mesures suffisamment longues", explique le climatologue. C'est dans ce but que l'ETH entretient les "Archives du bilan énergétique mondial (GEBA)", qui contiennent une collection unique de séries de mesures du rayonnement dans le monde entier.