Les stratocumulus sont plutôt ennuyeux. Ils ne sont pas aussi élégants que les cirrus (ces brins de queue de cheval haut dans le ciel) ou aussi majestueux que les cumulonimbus (de grosses têtes de tonnerre effrayantes).
Mais les stratocumulus, qui planent bas dans le ciel et créent de vastes étendues de nuages, ont une valeur suprême dans notre monde en réchauffement : Leurs sommets blancs réfléchissent une grande partie du rayonnement solaire vers l’espace.
Mais le vaste portefeuille de nuages de la Terre en 2019 pourrait être modifié par un changement climatique extrême. Ces stratocumulus pourraient disparaître, ce qui intensifierait encore le réchauffement de la planète.
C’est la conclusion inquiétante d’une étude publiée lundi dans la revue Nature Geoscience, basée sur un modèle informatique qui constitue un nouvel avertissement selon lequel le changement climatique pourrait réserver des surprises en plus des conséquences déjà existantes et clairement prévisibles.
Le chercheur principal, Tapio Schneider, climatologue à Caltech, a émis l’hypothèse que des niveaux très élevés de dioxyde de carbone atmosphérique pourraient supprimer la formation de nuages stratocumulus. Lui et ses collègues ont modélisé la formation de ces nuages et, après deux ans de calculs informatiques, ils ont conclu que l’augmentation constante du CO2 atmosphérique pouvait déclencher un pic de température soudain associé à la disparition des stratocumulus.
L’effet semblait intense si le CO2 atteignait 1 200 parties par million, soit trois fois le niveau actuel, qui est déjà bien supérieur au niveau préindustriel de dioxyde de carbone. Selon le nouveau rapport, si le CO2 atteignait 1 300 parties par million, la température atmosphérique mondiale augmenterait de 8 degrés Celsius par rapport au réchauffement déjà produit par les gaz à effet de serre.
“Une fois que les stratocumulus se sont disloqués, ils ne se reforment que lorsque les concentrations de CO2 tombent nettement en dessous du niveau auquel l’instabilité s’est produite pour la première fois”, selon l’étude.
Kerry Emanuel, professeur de sciences atmosphériques au MIT, a déclaré à propos de l’étude de Schneider : “Ce qu’il a fait est certainement plausible, mais ces nuages sont vraiment difficiles à simuler…. Il fournit une voie plausible, mais pas encore prouvée, par laquelle vous pourriez avoir un point de basculement dans le climat.”
Les climatologues sont depuis longtemps déconcertés par les nuages. Un nuage peut amplifier le réchauffement climatique, ou le limiter, selon le type de nuage, sa taille, son emplacement, son épaisseur, sa durée, etc. Mais les nuages sont difficiles à cerner dans un modèle informatique.
Ils sont des éléments remarquablement insubstantiels du monde naturel. Si vous pouviez faire remonter à la surface tous les nuages et la vapeur d’eau présents dans l’atmosphère, ils formeraient une couche liquide de moins d’un centimètre de profondeur, a déclaré M. Schneider, et les nuages seuls ne créeraient pas une couche plus profonde qu’une couche de peinture.
“Il faut prévoir quelle petite fraction de cette vapeur d’eau se condensera en nuages”, a déclaré M. Schneider.
Il n’y a pas de moyen facile de vérifier si les nuages se comporteraient vraiment de cette manière dans un monde où les concentrations de dioxyde de carbone sont aussi alarmantes. Ce qui est certain, c’est qu’un pic de 8 degrés Celsius, qui s’ajouterait au réchauffement déjà intégré au gâteau par les émissions de gaz à effet de serre, serait vraisemblablement catastrophique, non seulement pour la civilisation humaine, mais aussi pour les innombrables espèces et écosystèmes secoués par ce changement climatique rapide.
Depuis le début de la révolution industrielle, lorsque l’homme a commencé à brûler des combustibles fossiles à grande échelle, les températures mondiales ont augmenté d’environ 1 degré Celsius, soit environ 1,8 degré Fahrenheit. Ce réchauffement est dû à l’augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique, qui est passé d’environ 280 ppm à plus de 400 ppm, un niveau qui a été dépassé en 2013 pour la première fois dans l’histoire.
Il est difficile d’imaginer un monde avec un taux de CO2 proche de 1 300 ppm.
Schneider, pour sa part, ne pense pas que des niveaux aussi extrêmes de CO2 se matérialiseront réellement, tout simplement parce qu’il suppose que la civilisation humaine trouvera un moyen d’éviter de rejeter tout ce carbone dans l’atmosphère.
“J’espère qu’il y aura suffisamment de progrès technologiques pour que nous n’en arrivions pas là. Mais ce n’est pas en dehors du domaine du possible”, a déclaré M. Schneider.
Matt Huber, un climatologue de Purdue qui a étudié les effets des nuages sur le climat, a fait une évaluation prudente du nouveau document.
“Chaque fois que vous voyez un résultat surprenant dans un modèle climatique, vous vous inquiétez de savoir si le modèle est lui-même trop instable, s’il y a quelque chose qui devrait stabiliser le modèle”, a-t-il déclaré.
Mais Huber a noté que l’article de Schneider offre une réponse potentielle à une énigme de longue date. Depuis des dizaines d’années, les scientifiques savent qu’il y a 55 millions d’années, la Terre a connu une phase étrangement chaude, appelée le maximum thermique du Paléocène et de l’Éocène (PETM). C’est la fameuse période des “crocodiles dans l’Arctique”.
Comment la Terre est-elle devenue si étouffante ? Le dioxyde de carbone est un élément évident du mystère, mais les modèles climatiques ne semblent pas pouvoir pousser la planète vers des températures aussi élevées sans des niveaux extraordinaires de CO2, comme 4 000 ppm ou plus. Or, les archives géologiques ne montrent pas de taux de CO2 supérieur à 2 000 ppm.
Il doit donc y avoir un autre facteur.
L’une des possibilités est qu’une fuite massive de méthane du fond de l’océan ait fait basculer le climat dans un nouveau régime de serre chaude. Mais l’article de Schneider propose une autre hypothèse : La disparition de la couverture nuageuse pourrait conduire à un point de basculement climatique.
Les stratocumulus sont produits lorsque l’air chaud s’élève de la surface et se refroidit, entraînant la condensation de la vapeur d’eau. Ces nuages sont connus en Californie sous le nom de couches marines et sont réputés pour leur capacité à envahir les villes côtières et à refroidir les journées chaudes.
Ces nuages couvrent de grandes étendues de l’océan tropical.
La formation des couches nuageuses dépend du processus de refroidissement au sommet des nuages. Ce processus se produit à une échelle physique que les modèles climatiques traditionnels ne peuvent pas facilement saisir.
“Ils passent tout simplement à travers les mailles du filet de calcul”, a déclaré M. Schneider.
Lui et ses collègues ont mis au point un nouveau modèle qui utilise ce que l’on appelle une simulation de grands tourbillons. Le modèle indique que le processus de refroidissement nécessaire à ces ponts de nuages sera supprimé si la planète se réchauffe trop.
Note des éditeurs (28 février 2019) :Dans une version antérieure de cet article, nous avons incorrectement converti un changement de température de 8 degrés Celsius en 46 degrés Fahrenheit. L’erreur n’apparaissait pas dans l’original du Washington Post. Elle a maintenant été modifiée.