Modification de l’albédo de surface

O​En moyenne, la Terre reflète environ 30 % de la lumière du soleil qui l’atteint. ​La réflectivité d’une surface,​désignée par les scientifiques ​sous le nom d’ « albédo », peut varier selon plusieurs facteurs,​ tels que la couleur et la texture. Les couleurs plus claires et les surfaces plus lisses reflètent davantage la lumière du soleil.​​

​​La proportion de lumière solaire réfléchie par une surface​ est généralement d’environ 12 % pour l’asphalte usé, ​​6 % pour les océans du monde, 8 à 18 % pour les forêts, 40 % pour les déserts,¹ et jusqu’à 90 % pour la neige et la glace.

​​Certains chercheurs estiment que l’utilisation de techniques visant à accroître la réflectivité des surfaces – ​des​ villes​ aux​ terres cultivées, en passant par les banquises, les glaciers et les déserts – ​ pourrait contribuer à lutter contre le changement climatique.​^2​ ​​

Bien que la modification de l’albédo de surface ​puisse contribuer​ a produire des effets de refroidissement régionaux, ​​elles ne peuvent​malheureusement pas faire baisser la température du globe.​³​

L’éclaircissement des surfaces urbaines

Les villes sont plus chaudes que​les leurs ​régions environnantes. Ce phénomène est connu sous le nom d’ «effet d’îlot de chaleur urbain». Les surfaces urbaines​​​comme​​ ​les routes ou les toits ont tendance à être sombres, ​reflètant ​peu de soleil. ​Cet effet réchauffe les villes mais a un impact insignifiant sur la température mondiale​.^4,​5​

​​La modification de l’albédo urbain consiste à éclaircir les surfaces sombres des villes en ​rendant les bâtiments, les routes et les toits plus réfléchissants​​​.​² Par exemple, de nombreuses villes méditerranéennes comportent des bâtiments blancs qui réfléchissent la lumière du soleil pendant les étés très chauds.​​

​​Les faits montrent que​​ l’éclaircissement ​des surfaces ​dans les villes ​pourrait diminuer la demande d’énergie associée au refroidissement des bâtiments dans les villes chaudes,​^6​ soulager ​de la chaleur ​dans les villes densément bâties,​^7​ et prévenir certains décès liés à la chaleur.​⁸​

​​Cependant, l’amélioration de l’albédo urbain ne peut pas faire baisser les températures de manière significative à l’échelle mondiale, car les villes ne représentent qu’ environ 1% de la surface de la Terre. Le remplacement de tous les matériaux de revêtement urbain et de toiture par des options plus réfléchissantes permettrait ​seulement ​de réduire les températures globales de 0,11°C au maximum.​^2​

​​Bien que la modification de l’albédo urbain puisse être efficace dans certaines zones​, appliquer cette approche à toutes les villes du monde​serait un​impossible. En outre, les recherches montrent que, dans certains cas, l’augmentation de l’albédo urbain pourrait avoir des effets néfastes sur les précipitations locales et régionales. Par exemple, selon la modélisation réalisée dans certaines régions, la baisse des températures urbaines pourrait entraîner des réductions significatives des précipitations régionales, ce qui aurait des répercussions sur les ressources en eau et les écosystèmes.​^9​

L’éclaircissement des cultures

Les cultures et les herbes réfléchissent davantage la lumière du soleil que les arbres, . De plus, certaines souches de plantes cultivées sont plus réfléchissantes que d’autres.​¹⁰​ L’amélioration de la réflectivité des cultures vise à réduire les températures en ​maximisant​ la réflectivité des cultures.​^11​

​​​La quantité de chlorophylle – ce pigment vert qui permet aux plantes d’absorber la lumière du soleil et de la transformer en nourriture – varie selon les plantes cultivées. Les plantes ayant moins de chlorophylle reflètent généralement plus de lumière solaire​.^​​12​ Lorsque les plantes contiennes des quantités plus faibles de chlorophylle cela peut entraîner une baisse du rendement des cultures, mais ​les recherches suggèrent que des cultures plus réfléchissantes pourraient être sélectionnées sans​ que cela ne compromette le rendement des cultures.​¹³​

Les cultures plus réfléchissantes – qu’elles soient déjà existantes​¹⁴​ ou issues de la bio-ingénierie ​¹³​ ​– ​pourrait aider ​à ​diminuer les températures locales pendant la saison de culture.​¹⁰​ ​La modélisation​​ ​suggère​​ que cette stratégie serait particulièrement efficace pour diminuer l’intensité des vagues de chaleur en Amérique du Nord et en Eurasie.​¹⁰​

Les modèles suggèrent que l’amélioration de l’albédo des cultures pourrait faire baisser les températures mondiales de 0,23°C au maximum.​²​ Cependant, un refroidissement à cette échelle nécessiterait le remplacement de la plupart des cultures agricoles​dans le monde entier​ par des types de cultures plus réfléchissantes,​²​ ce qui​nécessiterait des niveaux irréalisables de coopération globale entre les propriétaires terriens.​

​​Bien que l’amélioration de la réflectivité des terres agricoles nécessiterait des interventions à grande échelle pour un changement planétaire,​les recherches suggèrent ​que l’on pourrait obtenir un refroidissement local et régional avec des interventions plus modestes.¹⁵

​​​Particulièrement, des études ont démontré que l’amélioration de l’albédo des cultures en Europe du Nord pourrait réduire les températures moyennes régionales d’environ 1 %.​​°​​C, soulager les canicules estivales, préserver l’humidité du sol et améliorer la rétention du carbone dans le sol​​.​​​^15​​​

Éclaircissement de la banquise

Le réchauffement climatique est à l’origine d’une forte baisse de la quantité de glace qui recouvre les eaux de l’Arctique en en été, ce qui a pour conséquence une plus grande surface d’eau à découvert.​ ​L’eau réfléchit beaucoup moins la lumière du soleil que la glace, augmentant encore les températures et entrainant une fonte plus important de la banquise.​¹⁶​ La glace qui se reforme à chaque hiver est plus jeune, plus fine et reflète moins la lumière du soleil, ce qui accentue la fonte de la banquise​^17​ et provoque un réchauffement accru au fil du temps.

Les températures dans l’Arctique augmentent plus rapidement que dans d’autres régions du monde,​¹⁸​ menaçant davantage​la banquise estivale​. Compte tenu de l’augmentation des températures, l’Arctique pourrait être pratiquement dépourvu de banquise¹⁹ d’ici 2050, ou même plus tôt.²⁰

L’éclaircissement de la banquise consiste à augmenter la réflectivité de mer estivale,​ dans le but de réduire au​ ​maximum​ la fonte. Les chercheurs ​ont
suggéré​ pour ce faire, de recouvrir la surface de la glace de minuscules « microsphères »​¹⁷​ ou d’ajouter de l’eau de mer à la surface de la glace en hiver pour favoriser l’épaississement de glace​, ce qui​ pourrait continuer en été.​²¹​

​​Une étude réalisée par​ les adeptes ​de la technologie ​suggère​que​ les microsphères de verre pourraient augmenter la réflectivité et la durabilité de la banquise.^​17​ Cependant, d’autres​ chercheurs ​ont découvert que​ le groupe s’est appuyé sur des hypothèses peu réalistes dans le cadre de son étude. Le​deuxième​ groupe a découvert que les microsphères de verre pouvaient légèrement diminuer la réflectivité de la banquise au printemps, accélérant ainsi sa fonte.​^22​

​​D’autres recherches encore suggèrent que​​​​​​ l’amélioration de la formation de la glace de mer en hiver avec de l’eau de mer pourrait être plus efficace que les microsphères de verre pour empêcher la fonte de la banquise en été. Cependant, comme d’autres idées de modification de l’albédo de surface, elle aurait des impacts locaux plutôt que mondiaux.​²¹​

Des déserts plus lumineux

​​l’inconvénient de la plupart​​ ​des concepts de modification de l’albédo de surface ​est qu’ils ​ont peu de chances d’entraîner un un refroidissement planétaire ​car​ ils ​ ne peuvent être appliqués qu’à une petite fraction de la surface de la Terre. ​En revanche, certains chercheurs ont soutenu que​ l’éclaircissement des déserts – en les recouvrant de matériaux réfléchissants – pourrait avoir un impact beaucoup plus important sur les températures mondiales.​^23​

Cependant, ​d’autres scientifiques ont fait observer que ​couvrir les surfaces désertiques de cette manière n’est pas réaliste et peut causer des perturbations.​ ​Tout d’abord, la mise en oeuvre de la modification de l’albédo désertique​ ​nécessiterait plusieurs milliards de dollars et un entretien à long terme pour protéger les surfaces réfléchissantes de la poussière et des débris.²⁴ ​Deuxièmement​, les stratégies suggérées copourraient mettre en danger les écosystèmes désertiques déjà fragiles.²⁴.

​​En outre​, s’il était possible d’éclaircir les déserts à l’échelle mondiale, cela entraînerait des modifications importantes des précipitations dans le monde entier, en raison de la concentration du refroidissement dans les régions désertiques.​^25​ Les simulations de modèles climatiques réalisées à partir de cette idée dans tous les déserts pertinents ont révélé qu’elle pourrait réduire les précipitations de la mousson de 45 %. in some regions.​^2​

Interventions locales avec un potentiel de refroidissement global limité

Lorsque les chercheurs et les décideurs politiques discutent des méthodes de réflexion de la lumière du soleil, ils préfèrent souvent, implicitement ou explicitement, limiter la réflexion à des idées susceptibles de faire baisser les températures mondiales de manière significative.³ Ainsi, la modification de l’albédo des déserts, malgré ses effets potentiellement néfastes à l’échelle locale et mondiale, est la seule méthode de modification de l’albédo de surface qui puisse être considérée comme une méthode de réflexion de la lumière du soleil.

D’autres propositions de modification de l’albédo de surface, telles que l’amélioration de l’albédo urbain ou de l’albédo des cultures, ne peuvent pas avoir un effet de refroidissement global significatif et ne posent donc pas le même type de problèmes à l’échelle mondiale.² Toutefois, ces approches pourraient jouer un rôle crucial et aider les communautés à s’adapter aux effets du changement climatique, tels que l’intensification des épisodes de chaleur extrême.