Aérosols, volcans et climat

A la lecture de l'article, on ne sait pas où sont situées les stations utilisées dans l'étude, ni quelle peut être l'influence des émissions anthropiques. De plus, nous n'avons pas d'indication sur la façon dont l'auteur fait ses calculs. Lorsqu'il s'agit de relier profondeur optique et éruption volcanique, un élément important est la relation temporelle entre les deux évènements (principe de causalité, l'augmentation de profondeur optique ne pouvant précéder l'éruption volcanique). L'auteur ne donne aucune indication à ce sujet.

Les effets des aérosols formés par injection de SO₂ dans la stratosphère et ceux des éruptions purement troposphériques sont totalement différents en termes d'échelle spatiale. Dans le premier cas, la durée de vie du nuage stratosphériques est effectivement de l'ordre de l'année et peut donc affecter tout l'hémisphère. Dans le second cas, le SO₂ troposphérique ne restera dans l'atmosphère que quelques jours (lavage par les pluies) et les phénomènes sont d'échelle au plus régionale ou continentale. La mesure de la profondeur optique moyenne de la troposphère pour l'hémisphère nord n'a donc guère de sens.

Source - © 2000 IPCC Figure 2. Simulation de la variation de température globale de surface avec le modèle couplé atmosphère-océan du laboratoire du Max Planck Institut On note un effet refroidissant des aérosols sulfatés. Les courbes représentent les différences par rapport à une simulation sans augmentation des gaz à effet de serre (GHG) ni des sulfates. Ces augmentations sont celles prévues par les scénarios IPCC.

Source - © 2000 IPCC Figure 3. Simulations de l'évolution de la température globale de surface avec un modèle de circulation générale atmosphérique, et comparaison avec les observations La seule augmentation des gaz à effet de serre conduit à un réchauffement trop important dans le modèle. En prenant également en compte l'augmentation des aérosols -à effet refroidissant-, on obtient une simulation réaliste.

Prétendre que la masse d'aérosols atteignant la stratosphère est deux fois plus importante en cas d'éruption volcanique dans les régions arctiques, simplement parce que la tropopause est plus basse, est une contre-vérité démentie par les observations.

En effet, ce n'est pas l'altitude qui compte mais la barrière thermodynamique liée au gradient de température. On sait depuis les années 1930 (Dobson-Brewer) que les transferts entre la troposphère et la stratosphère se font de façon privilégiée dans les régions équatoriales du fait de l'activité convective. C'est ce que montrent d'ailleurs les données consécutives aux éruptions des volcans El Chichon et Pinatubo (les aérosols ont atteint pratiquement 30 km d'altitude pour la seconde éruption avant d'être répartis sur toute la surface du globe).

La théorie et l'expérience montrent que l'effet des aérosols peu absorbants (type aérosols volcaniques) correspond à un refroidissement de la température de surface (diminution évaluée à -0,7°C en moyenne globale pour le cas du Mont Pinatubo en 1991-1992). Localement, dans la stratosphère, l'absorption par les aérosols domine et l'effet est alors un réchauffement qui peut atteindre quelques degrés au plus fort de la couche. De plus, ces phénomènes sont transitoires et ont une durée de l'ordre de 1 à 2 ans.

En référence aux corrélations précédemment mise en avant, il faut également se méfier des coïncidences : les principales éruptions de la deuxième partie du 20^e siècle sont celles du Mont Agun (1963), du Fuegog (1974), de El Chichon (1982), du Pinatubo (1991).

On remarque que la périodicité est proche de 10-11 ans (cycle solaire - je ne prétends pas pour autant qu'il y ait une relation entre cycle solaire et éruptions volcaniques !). De même, les éruptions de 1982 et 1991 coïncident avec des phénomènes El Nino de grande ampleur. Il est donc difficile de séparer les signaux sans une analyse précise et une simple étude de corrélation ne peut suffire.

La relation est loin de correspondre à l'affirmation de l'auteur dans la légende de la figure 8 : « association théorique d'une croissance exponentielle de la température à une croissance exponentielle observée du dioxyde de carbone  » (heureusement pour nous !!). Il est d'ailleurs abusif de chercher dans le résidu d'une différence un signal dû au CO₂ dans la mesure où la relation température-CO₂ est tout sauf linéaire ! Cela était déjà connu en 1982. En revanche, à cette date, les relevés de température sur le dernier siècle ne permettait pas de conclure à une augmentation de température. Ce n'est plus le cas aujourd'hui. Le dernier rapport du GIEC (Groupe d'experts Intergouvernemental sur L'Évolution du Climat) met en évidence une augmentation rapide du CO₂ au cours de deux dernières décennies qui conduit à une augmentation moyenne de température de 0,6°C (à +/- 0,2°C) supérieure à la variabilité observée au cours du dernier millénaire.

voir aussi le lien entre augmentation du CO₂ et élévation de température ?

Source - © 1998 Mann et al., Nature Figure 4. Corrélations entre l'évolution de la température moyenne dans l'hémisphère Nord (NH) et trois paramètres de forçage climatique, entre 1610 et 1995 NH : Reconstitution de la température pour la période 1610-1980 complétée par des données instrumentales pour la période 1981-1995. Solar : Irradiance solaire. log CO2 : Mesures de la teneur en CO2 atmosphérique. DVI : Index mesurant la charge atmosphérique en poussières volcaniques. Cette figure montre que la corrélation la plus évidente entre la température de l'hémisphère nord et les variables de forçage (cycle solaire, CO2...) est celle impliquant le CO2 (supérieure à 0.5 sur les dernières décennies). La dernière représentation graphique de cette figure est le résultat d'un calcul de corrélation entre l'évolution de la température dans l'hémisphère Nord et les paramètres de forçage climatique (CO2, SOLAR et DVI). Cette corrélation est calculée sur une période de 200 ans en faisant glisser la fenêtre grise le long de l'axe des abscisses : une valeur de corrélation est attribuée à la date correspondant au milieu de la fenêtre grise de 200 ans.

Figure 5. Augmentation de la concentration en CO2 dans l'atmosphère depuis l'an 800 (en ppmv)

En ce qui concerne l'effet des aérosols d'origine anthropique, celui ci est double :