Effet des aérosols sur les gouttelettes des nuages mesuré par satellite

Les chercheurs François-Marie Bréon et Sylvia Generoso (Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement, unité mixte CEA/CNRS)(1) et Didier Tanré (Laboratoire d'optique atmosphérique, USTL - CNRS)(2) ont constaté que les aérosols – suspension de particules dans l’atmosphère - agissent sur les caractéristiques des nuages. Ce phénomène avait déjà été mis en évidence par des mesures locales. Il est désormais vérifié à l’échelle de la planète, grâce à POLDER, instrument développé avec le CNES. Les résultats des chercheurs du CEA et du CNRS sont publiés dans la revue Science du 1er février 2002.

Dans le cadre de l'étude de l'impact de l'homme sur le climat, on connaît bien l'effet de serre, lié essentiellement au gaz carbonique mais aussi à quelques autres gaz tels que le méthane et les CFC(3). En revanche, l'effet des aérosols reste une incertitude majeure. Aujourd’hui, on leur connaît deux types d’actions sur le bilan radiatif de la planète.

- Un effet radiatif direct, relativement bien connu, qui dépend de la quantité d'aérosols mais aussi de leurs propriétés optiques. Les particules d’aérosols diffusent la lumière solaire et renvoient ainsi vers l'espace une partie du rayonnement avant qu'il ne participe au chauffage de la Terre.

- Un effet radiatif indirect, par le biais des nuages, difficile à quantifier. Les aérosols servent de "noyaux de condensation" pour la formation des nuages : les gouttelettes d'eau qui constituent les nuages se forment autour de ces particules qui sont toujours présentes dans l'atmosphère à plus ou moins grande concentration. Dans une atmosphère fortement chargée en aérosols, une même quantité d'eau peut se répartir sur un plus grand nombre de gouttes, qui sont alors plus petites. Or, un nuage formé de petites gouttes plus nombreuses réfléchit plus le rayonnement solaire vers l'espace. Par ailleurs, on peut penser que les petites gouttes vont moins facilement conduire à des précipitations, conduisant ainsi à augmenter la durée de vie du nuage. Les chercheurs du LSCE et du LOA ont montré que cet effet sur la taille des gouttelettes était significatif sur l'ensemble de la Terre. L'effet est très sensible pour les atmosphères les plus propres - il suffit d'une petite quantité d'aérosols pour diminuer fortement la taille des gouttes – et sature ensuite assez vite.

Par ailleurs, les résultats de l’étude révèlent que se sont essentiellement les activités humaines (aérosols d’origine anthropique provenant des pratiques agricoles, industrielles, domestiques et de transport) qui génèrent l’effet observé sur les nuages.

Ces résultats ont été obtenus à partir des mesures d'un capteur, POLDER(4), embarqué sur la plate-forme japonaise ADEOS en 1996-1997. Cet instrument a été conçu par des chercheurs français du CNRS et de l'Université de Lille et fabriqué par le CNES (Centre national d'études spatiales) et fera également partie de la charge utile d'ADEOS2 dont le lancement est prévu fin 2002.


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