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Selon Jean-Pierre Chalon, l’impact des nuages sur le bilan radiatif de la Terre est 40 fois supérieur à celui attribué aux variations des teneurs en gaz à effet de serre enregistré au cours de ces dix dernières années.
Jean-Pierre Chalon est un scientifique français de niveau international, spécialiste des nuages, expert auprès de l’OMM et ancien directeur de l’École Nationale de la Météorologie. Son CV professionnel dans le domaine de la météo est impressionnant.
Son livre Combien pèse un nuage est paru en 2002 et réédité en 2014. Ses remarques restent valables aujourd’hui. Par l’étude des nuages et des précipitations il aborde très concrètement le bilan radiatif de notre planète. Le bilan radiatif est le rapport entre l’énergie reçue, principalement du soleil, et celle renvoyée vers l’espace. Moins de renvoi et la chaleur est piégée dans certaines couches de l’atmosphère: c’est l’effet de serre, appelé aussi forçage radiatif.
Cet effet de serre est favorisé en partie par les gaz du même nom, et en plus grande partie par la vapeur d’eau. Laquelle vapeur se transforme en nuages et en pluie. Les nuages bas comme les stratus rafraîchissent l’atmosphère: leur sommet augmente l’albédo, soit le renvoi du rayonnement solaire vers l’espace. Ils servent de tampons à l’échange radiatif. Les nuages hauts comme les cirrus retiennent la chaleur et font se réchauffer l’atmosphère.
Le cycle de l’eau sur le sol et dans l’air, dont font partie les nuages, est une clé majeure dans les variations climatiques. Les nuages occupent environ 70% du ciel, et davantage au-dessus des océans. L’impact des nuages bas sur le rafraîchissement des températures régionales ou globales moyennes est le plus important.
En principe le réchauffement actuel devrait augmenter l’évaporation des océans et favoriser la production de nuages, donc par rétroaction négative rafraîchir les températures. Mais la physique-chimie des nuages est plus complexe qu’un seul effet cumulatif.
En principe un nuage se forme dès que la vapeur d’eau qui sature l’air est refroidie, en s’élevant en altitude. Cependant pour former les micro-gouttes il faut plus que l’altitude: elles sont créées par des particules, des aérosols, sur lesquelles la vapeur d’eau s’agglutine.
Ces particules sont plus nombreuses et actives dans deux conditions: d’une part quand les rayons cosmiques sont plus nombreux, selon l’hypothèse du physicien danois Henrik Svensmark:
« La théorie prédit que les ions issus du rayonnement cosmique jouent un rôle dans la création des aérosols qui forment la base du développement nuageux. Plus le rayonnement est important, plus il y a de nuages et moins la Terre chauffe du fait de la réflexion vers l’espace de l’énergie solaire par ces nuages. »
Celle-ci a été en partie confirmée par l’expérience Cloud du Cern, mais sans lui donner autant d’importance que ce qu’en suggérait Svensmark. Et la corrélation entre taches solaires et couverture nuageuse n’est pas toujours très précise (image 2). Les rayons cosmiques sont plus ou moins nombreux selon l’activité du soleil. Un soleil moins actif (moins de taches) en laisse passer davantage et devrait profiter à la couverture nuageuse, donc tendre vers un rafraîchissement de l’atmosphère.
Mais l’hydrosphère réagit bien plus fortement aux aérosols naturels ou biogéniques. L’acide sulfurique naturel intervient dans la formation des nuages. On le pensait indispensable, or ce n’est pas le cas. Même en son absence cette formation des nuages est stimulée par la présence d’aérosols provenant des forêts, principalement des arbres résineux.
C’est ce que montre la deuxième phase de l’expérience Cloud. La statut forestier est donc un élément très important dans l’équilibre climatique. Non seulement parce que les forêts participent à la transpiration planétaire, renvoient de l’humidité dans l’air et qu’elles absorbent une bonne quantité de CO2, mais pour ces aérosols produits par certaines espèces végétales.
L’augmentation du CO2 dans l’atmosphère doit avoir comme conséquence positive une augmentation de la couverture végétale. Or les forêts, lentes à reconstruire, sont globalement en régression à cause de l’urbanisation, de la mise en culture des sols et de l’utilisation du bois pour le chauffage. Leur diminution contribue à l’émission de 20% des gaz à effet de serre par l’utilisation de leur bois comme combustible.
La FAO souligne cependant que la déforestation ralentit depuis quelques années, du fait d’une meilleure gestion des patrimoines nationaux. Néanmoins le bilan reste déficitaire et la conséquence est une possible augmentation du réchauffement moyen, global ou régional.
En résumé: une politique de reforestation appropriée, avec les bonnes espèces, est de nature à faire diminuer la quantité de CO2 dans l’atmosphère basse et à favoriser l’humidification des sols et la transpiration planétaire. De plus la forêt produit des aérosols indispensables à la formation des nuages bas, lesquels augmentent l’albédo et rafraîchissent globalement ou régionalement les températures.