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Amincissement des nuages de cirrus
L’amincissement des nuages de cirrus (CCT) permettrait de refroidir la Terre en amincissant les nuages cirrus qui retiennent la chaleur. A l’heure actuelle, les scientifiques ne sont pas certains que cette stratégie fonctionnerait, et il n’existe aucune idée pratique pour la mettre en œuvre. Cet article explores les avantages potentiels de cette idée et les défis auxquels elle est confrontée.
Principaux points à retenir:
- Les cirrus sont des nuages fins et vaporeux faits de glace qui retiennent une grande partie de la chaleur.
- L'ajout des bonnes particules aux bons endroits pourrait amincir les cirrus et permettre à une plus grande quantité de chaleur de s'échapper vers l'espace.
- La compréhension de l'amincissement des cirrus est limitée et il n'existe aucune idée concrète sur la façon de le faire.
Le CCTest une idée visantà réduire la durée de vie de certains cirrus afin de permettre à une plus grande quantité de chaleur de s’échapper vers l’espace. Le CCT fonctionnerait en ensemencement des régions où les cirrus se seraient formés sans particules de germe. En principe, l’ensemencement produirait des cirrus plus fins et à durée de vie plus courte, réduisant ainsi leur effet de réchauffement et refroidissant la planète.1 Il existe des incertitudes quant à la faisabilité et aux risques de cette stratégie de refroidissement, et il existe il n’y a actuellement aucune idée pratique pour sa mise en œuvre.
Le climat change en raison de l’accumulation de gaz à effet de serre, en particulier de dioxyde de carbone, dans l’atmosphère, provenant principalement de la combustion de combustibles fossiles. Ces gaz à effet de serre réchauffent la planète en empêchant la chaleur de s’échapper dans l’espace.
La plupart des méthodes de réflexion de l lumière solaire, par exemple l’injection d’aérosols dans la stratosphère et l’éclaircissement des nuages marins, neutraliseraient les effets de réchauffement des gaz à effet de serre en augmentant la quantité de lumière solaire réfléchie vers l’espace.
En revanche, le CCT abaisserait les températures en augmentant la quantité de chaleur s’échappant vers l’espace. Ce mécanisme de refroidissement permettrait de compenser plus directement l’effet de rétention de chaleur des concentrations élevées de gaz à effet de serre.1
Les chercheurs ont émis l’hypothèse que cette approche du refroidissement pourrait être préférable car elle pourrait contrecarrer certains des changements des précipitations associés à l’effet de rétention de chaleur des gaz à effet de serre.2
L'amincissement des cirrus
L’amincissement des cirrus (CCT) est une idée pour éclaircir les cirrus hauts et vaporeux qui retiennent beaucoup de chaleur. Bien que cette approche puisse fonctionner en théorie, elle comporte d’importantes incertitudes et aucune idée concrète quant à la manière de la déployer.
Cirrus cloud thinning would involve seeding cirrus clouds to make then thinner and shorter lived …
Cirrus clouds are effective at trapping heat in the atmosphere.
Heat
… this would allow more heat to leave the atmosphere.
Heat
Cirrus clouds are effective at trapping heat in the atmosphere.
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Heat
Cirrus clouds are effective at trapping heat in the atmosphere.
Cirrus cloud thinning would involve seeding cirrus clouds to make then thinner and shorter lived …
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Ensemencer des cirrus pour raccourcir leur durée de vie
Tous les nuages réfléchissent une partie de la lumière du soleil vers l’espace et empêchent une partie de la chaleur de quitter l’atmosphère. Les cirrus sont des nuages hauts et ondulés qui se forment à partir de la glace à des températures très froides (inférieures à −35 °C) et retiennent la chaleur plus efficacement qu’ils ne réfléchissent la lumière du soleil, ce qui entraîne un effet de réchauffement net.3
Étant donné que les cirrus retiennent la chaleur et reflètent une partie de la lumière du soleil, leur effet de réchauffement est plus important dans les endroits plus sombres. Cela signifie que le CCT serait plus efficace pendant les périodes les plus sombres de l’année et aux latitudes élevées. Limiter le CCT aux nuages des hautes latitudes en hiver maximiseraient son effet de refroidissement.5
Le CCT ne fonctionnerait que sur certains nuages cirrus. Certains cirrus se forment lorsque des cristaux de glace se développent autour de particules de « semence », telles que de la poussière ou d’autres particules solides en suspension dans l’air. Ces cirrus se forment à des températures plus élevées et à des altitudes plus basses, et ils sont relativement fins et de courte durée de vie.6 Le CCT ne fonctionnerait pas sur ces cirrus.7
D’autres cirrus se forment sans particules de semence. Sans ces particules de semence, l’air doit devenir beaucoup plus froid pour commencer à former des cristaux de glace. Cependant, lorsque ce processus se produit, des cristaux de glace plus petits se forment, ce qui donne naissance à des cirrus plus épais et plus durables. Par conséquent, les cirrus non ensemencés sont plus épais et retiennent mieux la chaleur.8
Le CCT ciblerait ces cirrus non ensemencés, en ajoutant de minuscules particules d’iodure d’argent ou de triiodure de bismuth qui stimuleraient la formation de cristaux de glace.7 Tout comme dans les nuages naturellement ensemencés, ces cirrus modifiés formeraient moins de cristaux de glace, mais plus gros, ce qui donnerait lieu à des cirrus plus fins et de plus courte durée de vie, permettant à davantage de chaleur de s’échapper dans l’espace.
Nuages cirrus (Source : Met Office [4])
Incertitudes importantes quant à l’efficacité et aux conséquences du CCT
Des études de modèles climatiques suggèrent que, au mieux, le refroidissement dû au CCT pourrait compenser la majeure partie du réchauffement observé à ce jour, mais pas davantage,9 mais le refroidissement serait irrégulier, plus fort à certains endroits et plus faible à d’autres.5 Cependant, les incertitudes sont importantes et, si elles sont mal faites, cela pourrait même provoquer un réchauffement.10
Les chercheurs ne savent pas quelle fraction des cirrus se forme avec et sans particules de germe dans le climat actuel.11 cette incertitude fondamentale, il est difficile de savoir dans quelle mesure le CCT pourrait être efficace, quelles régions devraient être ensemencées et quelle quantité de matériel est nécessaire.
Ajouter des particules au mauvais endroit ou ajouter trop de particules–« sursemis »– pourraient provoquer la formation de cirrus à des endroits où ils n’auraient pas été présents ou pourraient les épaissir. Cela serait contre-productif, car cela provoquerait un réchauffement plutôt qu’un refroidissement.12
Même si cela fonctionne, le CCT produirait un effet de refroidissement inégal. Cela entraînerait une modification de la configuration des précipitations et pourrait entraîner une augmentation des précipitations extrêmes dans certaines régions et une augmentation des sécheresses dans d’autres..13,14
On ne sait pas si le CCT fonctionnerait
Les cirrus ont un effet de réchauffement net, et le CCT peut offrir un moyen de réduire cet effet de réchauffement. Il est unique parmi les méthodes de réflexion de la lumière du soleil15 dans la mesure où cela réduirait la quantité de chaleur captée par l’atmosphère terrestre, compensant ainsi de plus près l’effet de réchauffement des gaz à effet de serre
À ce jour, toutes les études sur le CCT ont été des études de modélisation climatique idéalisées, fournissant des informations sur la formation et les processus des cirrus.1 Il n’existe actuellement aucune idée technique détaillée sur la manière de réaliser le CCT dans la pratique, et il n’y a pas eu d’essais sur le terrain.
La question de savoir si et comment le CCT pourrait être mis en œuvre n’a pas encore été étudiée en détail, il n’est donc pas certain que cette idée fonctionnerait réellement.
Questions ouvertes
- Quelle fraction des cirrus se forme actuellement sans particules de germe?
- L'ensemencement de cirrus refroidirait-il la planète comme le suggèrent certains modèles climatiques?
- Est-il possible de développer une approche réaliste pour l'ensemencement des cirrus, à l'aide d'aéronefs ou de drones?
Posez-nous une question !
Notes de fin d'ouvrage
- Lohman U, Gasparini B. (2017). A cirrus cloud climate dial. Science. American Association for the Advancement of Science. https://doi.org/10.1126/science.aan3325
- Gasparini B, McGraw Z, Storelvmo T, et al. (2020). To what extent can cirrus cloud seeding counteract global warming? Environmental Research Letters, 15(5). https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab71a3
- Kärcher B. (2017). Cirrus Clouds and Their Response to Anthropogenic Activities. Current Climate Change Reports. Springer. https://doi.org/10.1007/s40641-017-0060-3
- Contient des informations du secteur public sous licence Open Government Licence v3.0
- Storelvmo T, Herger N. (2014). Cirrus cloud susceptibility to the injection of ice nuclei in the upper troposphere. Journal of Geophysical Research, 119(5), 2375–2389. https://doi.org/10.1002/2013JD020816
- Heymsfield AJ, Krämer M, Luebke A, et al. (2017). Cirrus Clouds. Meteorological Monographs, 58, 2.1-2.26. https://doi.org/10.1175/amsmonographs-d-16-0010.1
- Mitchell DL, Finnegan W. (2009). Modification of cirrus clouds to reduce global warming. Environmental Research Letters, 4(4). https://doi.org/10.1088/1748-9326/4/4/045102
- Gruber S, Blahak U, Haenel F, et al. (2019). A Process Study on Thinning of Arctic Winter Cirrus Clouds With High-Resolution ICON-ART Simulations. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124(11), 5860–5888. https://doi.org/10.1029/2018JD029815
- Lohman & Gasparini (2017)1 ont noté que le CCT pourrait compenser environ la moitié du réchauffement induit par un doublement du dioxyde de carbone depuis l’époque préindustrielle ou un forçage radiatif d’environ 2 à 3 W m -2−2. Selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, les gaz à effet de serre ont exercé un forçage radiatif d’environ 2,72 W m−2 par rapport aux valeurs préindustrielles.16 Le forçage radiatif est une mesure de la façon dont un facteur influence le bilan énergétique de la Terre, indiquant son effet de réchauffement ou de refroidissement sur la planète.
- Tully C, Neubauer D, Villanueva D, et al. (2023). Does prognostic seeding along flight tracks produce the desired effects of cirrus cloud thinning? Atmospheric Chemistry and Physics, 23(13), 7673–7698. https://doi.org/10.5194/acp-23-7673-2023
- Gasparini B, Sullivan SC, Sokol AB, et al. (2023). Opinion: Tropical cirrus – from micro-scale processes to climate-scale impacts. Atmospheric Chemistry and Physics, 23(24), 15413–15444. https://doi.org/10.5194/acp-23-15413-2023
- Tully C, Neubauer D, Omanovic N, et al. (2022). Cirrus cloud thinning using a more physically based ice microphysics scheme in the ECHAM-HAM general circulation model. Atmospheric Chemistry and Physics, 22(17), 11455–11484. https://doi.org/10.5194/acp-22-11455-2022
- Kristjánsson JE, Muri H, Schmidt H. (2015). The hydrological cycle response to cirrus cloud thinning. Geophysical Research Letters, 42(24), 10807–10815. https://doi.org/10.1002/2015GL066795
- Ricke K, Wan JS, Saenger M, et al. (2023). Hydrological Consequences of Solar Geoengineering. Rev. Earth Planet. Sci. 2023, 51, 447–70. https://doi.org/10.1146/annurev-earth-031920-083456
- Le CCT ne produit pas son effet rafraîchissant en augmentant la réflexion de la lumière et il ne s’agit donc pas strictement d’une méthode de réflexion de la lumière solaire. Cependant, comme il soulève des problèmes similaires à ceux d’autres méthodes de réflexion de la lumière du soleil, il est généralement regroupé avec elles.
- Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). (2023). Résumé technique. Dans Changements climatiques 2021 — Les bases de la science physique (p. 35 à 144). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/9781009157896.002
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