Les aérosols et leur impact sur le climat

 

Les couchers de soleil les plus brillants, les ciels nuageux et les jours où tout le monde tousse ont tous quelque chose en commun : tout cela à cause des aérosols, de minuscules particules flottant dans l'air. Les aérosols peuvent être de minuscules gouttelettes, des particules de poussière, des morceaux de carbone noir fin et d'autres substances qui flottent dans l'atmosphère et modifient tout l'équilibre énergétique de la planète.

Les aérosols ont un impact énorme sur le climat de la planète. Certains, comme le carbone noir et brun, réchauffent l'atmosphère terrestre, tandis que d'autres, comme les gouttelettes de sulfate, la refroidissent. Les scientifiques pensent qu'en général, l'ensemble du spectre des aérosols finit par refroidir légèrement la planète. Mais on ne sait toujours pas à quel point cet effet de refroidissement est fort et à quel point il progresse au fil des jours, des années ou des siècles.

Que sont les aérosols ?

Le terme « aérosol » est un fourre-tout pour les nombreux types de petites particules qui sont en suspension dans toute l'atmosphère, depuis ses bords les plus externes jusqu'à la surface de la planète. Ils peuvent être solides ou liquides, infinitésimaux ou suffisamment gros pour être vus à l'œil nu.

Les aérosols « primaires », comme la poussière, la suie ou le sel marin, proviennent directement de la surface de la planète. Ils sont soulevés dans l'atmosphère par des rafales de vent, projetés haut dans les airs par des volcans qui explosent ou projetés par des cheminées et des incendies. Les aérosols « secondaires » se forment lorsque diverses substances flottant dans l'atmosphère, par exemple des composés organiques libérés par des plantes, des gouttelettes d'acide liquide ou d'autres matériaux, entrent en collision, entraînant une réaction chimique ou physique. Les aérosols secondaires, par exemple, créent la brume à partir de laquelle les Great Smoky Mountains aux États-Unis sont nommées.

 

Les aérosols sont émis par des sources naturelles et anthropiques. Par exemple, la poussière s'élève des déserts, des berges asséchées, des lacs asséchés et de nombreuses autres sources. Les concentrations d'aérosols atmosphériques augmentent et diminuent avec les événements climatiques ; pendant les périodes froides et sèches de l'histoire de la planète, comme la dernière période glaciaire, il y avait plus de poussière dans l'atmosphère que pendant les périodes plus chaudes de l'histoire de la Terre. Mais les gens ont influencé ce cycle naturel – certaines parties de la planète ont été polluées par les produits de nos activités, tandis que d'autres sont devenues excessivement humides.

Les sels marins sont une autre source naturelle d'aérosols. Ils sont soufflés hors de l'océan par le vent et les embruns et ont tendance à remplir les parties inférieures de l'atmosphère. En revanche, certains types d'éruptions volcaniques hautement explosives peuvent projeter des particules et des gouttelettes dans la haute atmosphère, où elles peuvent flotter pendant des mois, voire des années, suspendues à plusieurs kilomètres de la surface de la Terre.

L'activité humaine produit de nombreux types d'aérosols. La combustion de combustibles fossiles produit des particules bien connues sous le nom de gaz à effet de serre. Ainsi, toutes les voitures, avions, centrales électriques et processus industriels produisent des particules qui peuvent s'accumuler dans l'atmosphère. L'agriculture produit de la poussière ainsi que d'autres produits tels que les produits azotés en aérosol qui affectent la qualité de l'air.

En général, les activités humaines ont augmenté la quantité totale de particules flottant dans l'atmosphère, et maintenant il y a environ deux fois plus de poussière qu'au 19e siècle. Le nombre de très petites particules (moins de 2,5 microns) d'un matériau communément appelé « PM2,5 » a augmenté d'environ 60 % depuis la révolution industrielle. D'autres aérosols, tels que l'ozone, ont également augmenté, avec de graves conséquences sur la santé des populations du monde entier.

La pollution de l'air a été associée à un risque accru de maladies cardiaques, d'accidents vasculaires cérébraux, de maladies pulmonaires et d'asthme. Selon certaines estimations récentes, les particules fines dans l'air étaient responsables de plus de quatre millions de décès prématurés dans le monde en 2016, et les enfants et les personnes âgées étaient les plus durement touchés. Les risques pour la santé liés à l'exposition aux particules fines sont les plus élevés en Chine et en Inde, en particulier dans les zones urbaines.

Comment les aérosols affectent-ils le climat ?

 

Les aérosols affectent le climat de deux manières principales : en modifiant la quantité de chaleur qui entre ou sort de l'atmosphère et en affectant la formation des nuages.

Certains aérosols, comme de nombreux types de poussières de pierres concassées, sont de couleur claire et réfléchissent même légèrement la lumière. Lorsque les rayons du soleil tombent sur eux, ils réfléchissent les rayons de l'atmosphère, empêchant cette chaleur d'atteindre la surface de la Terre. Mais cet effet peut aussi avoir une connotation négative : l'éruption du Mont Pinatubo aux Philippines en 1991 a jeté dans la haute stratosphère une quantité de minuscules particules réfléchissant la lumière qui équivalait à une superficie de ​​​​1,2 miles carrés, ce qui a par la suite provoqué un refroidissement de la planète qui ne s'est pas arrêté pendant deux ans. Et l'éruption du volcan Tambora en 1815 a provoqué un temps inhabituellement froid en Europe occidentale et en Amérique du Nord en 1816, c'est pourquoi elle a été surnommée "L'année sans été" - elle était si froide et sombre qu'elle a même inspiré Mary Shelley à écrire son gothique. roman Frankenstein.

Mais d'autres aérosols, tels que de petites particules de carbone noir provenant de charbon ou de bois brûlés, fonctionnent dans l'autre sens, absorbant la chaleur du soleil. Cela réchauffe finalement l'atmosphère, bien qu'il refroidisse la surface de la Terre en ralentissant les rayons du soleil. En général, cet effet est probablement plus faible que le refroidissement causé par la plupart des autres aérosols - mais il a certainement un effet, et plus la matière carbonée s'accumule dans l'atmosphère, plus l'atmosphère se réchauffe.

Les aérosols influencent également la formation et la croissance des nuages. Les gouttelettes d'eau fusionnent facilement autour des particules, de sorte qu'une atmosphère riche en particules d'aérosol favorise la formation de nuages. Les nuages ​​blancs reflètent les rayons solaires entrants, les empêchant d'atteindre la surface et de réchauffer la terre et l'eau, mais ils absorbent également la chaleur constamment émise par la planète, la piégeant dans la basse atmosphère. Selon le type et l'emplacement des nuages, ils peuvent soit réchauffer l'environnement, soit le refroidir.

Les aérosols ont un ensemble complexe d'impacts différents sur la planète, et les humains ont directement influencé leur présence, leur quantité et leur distribution. Et tandis que les impacts climatiques sont complexes et variables, les implications pour la santé humaine sont claires : plus il y a de particules fines dans l'air, plus cela nuit à la santé humaine.

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