Comment la fumée des feux de forêt refroidit-elle notre planète ?

Des scientifiques du National Center for Atmospheric Research des États-Unis ont rapporté dans la revue Geophysical Research Letters que les incendies australiens ont généré tellement de fumée dans l’atmosphère de l’hémisphère Sud qu’elle a engendré un effet de refroidissement mondial, « intense et rapide », d’environ 0,06 °C. Selon John Fasullo, l’auteur principal de l’étude, ce phénomène s’explique par l’interaction des particules de fumée avec les nuages situés dans la basse atmosphère, appelée troposphère.

Ces particules agissent comme des noyaux à partir desquels la vapeur d’eau forme des gouttelettes. Résultat : les nuages contiennent davantage de gouttelettes, plus petites et plus réflectives. Bien que la fumée ait tendance à rapidement retomber des nuages, les feux de brousse en Australie ont perduré pendant des mois. Ils généraient donc toujours plus de fumée permettant aux nuages de l’atmosphère d’augmenter leur pouvoir de réflectivité.

« Cette conséquence n’est normalement pas majeure, mais lorsqu’elle se propage à l’ensemble de l’océan Austral, elle s’accumule », explique M. Fasullo.

En effet, ce phénomène semble avoir eu des conséquences sur le système climatique. La modélisation des chercheurs a démontré que le refroidissement induit par la fumée dans l’hémisphère Sud a poussé des tempêtes tropicales intenses vers la zone de convergence intertropicale, plus au nord. Selon M. Fasullo, ce changement de direction a engendré la création du phénomène La Niña l’année dernière. Il aurait entraîné une baisse des températures de surface des océans dans l’est du Pacifique équatorial. Il convient de noter que davantage de recherches sont nécessaires pour confirmer cette hypothèse.

Toutefois, la question de savoir si « les feux de forêt peuvent créer leur propre climat ou être à l’origine d’une réponse climatique » ne fait plus débat, soutient M. Fasullo.

DES CONDITIONS CLIMATIQUES ALIMENTÉES PAR LES FEUX

Même si l’étude de M. Fasullo révèle les effets de refroidissement de la fumée dans la basse atmosphère, il peut arriver que, parfois, la fumée des feux de forêt traverse la troposphère jusqu’à la stratosphère, une quinzaine de kilomètres au-dessus. Au sein de cette couche, les conséquences peuvent être plus importantes.

La fumée atteint la stratosphère lorsque la chaleur émise par un puissant incendie déclenche une ascendance qui se mélange à l’humidité contenue dans l’atmosphère. Cette situation mène à la production d’imposants nuages d’orage. Appelés pyrocumulonimbus, ces nuages d’orage alimentés par les incendies agissent comme des sortes de cheminées : ils conduisent la fumée jusqu’à la haute atmosphère. Dans cette couche, ces émanations peuvent circuler autour du globe et y rester pendant des mois.

C’est ce qui est arrivé fin 2019 et début 2020 en Australie. Une éruption inouïe de trente-huit pyrocumulonimbus a déversé près d’un million de tonnes de fumée dans la stratosphère basse. Une étude menée par M. Khaykin publiée en septembre dernier a révélé que la fumée avait assombri la surface terrestre pendant plusieurs mois. Elle aurait probablement engendré un léger effet de refroidissement supplémentaire en plus de l’augmentation de la réflectivité des nuages.

Une situation similaire pourrait se produire cette année.

La saison des feux dans l’ouest de l’Amérique du Nord a démarré de façon spectaculaire. Aux mois de juin et juillet, les températures ont été particulièrement hautes. De nombreux feux de forêt ont fait rage en Californie, dans le Nord-Ouest Pacifique et en Colombie-Britannique.

Outre les incendies, les scientifiques ont remarqué la présence de nombreux pyrocumulonimbus. Le 30 juin, en Colombie-Britannique, un nuage d’orage colossal a déversé de la fumée alors qu’il se situait à une quinzaine de kilomètres de la surface. Cet évènement a déclenché « une vague de pyrocumulonimbus sur plusieurs jours », témoigne David Peterson, scientifique au Naval Research Laboratory, spécialisé dans l’étude des pyrocumulonimbus.

De la fin mai au 2 août, le Canada a été le théâtre de quarante-neuf évènements impliquant des pyrocumulonimbus. Le 15 juillet, une éruption de dix pyrocumulonimbus est survenue. Cet été, vingt-et-un nuages d’orage alimentés par les feux se sont formés au-dessus des États-Unis continentaux. Ensemble, ils forment le plus grand nombre de pyrocumulonimbus jamais observé en Amérique du Nord depuis le début de leur surveillance en 2013.

M. Khaykin surveille lui aussi ces nuages ainsi que d’autres en Sibérie. Il explique que pour le moment, ils ont acheminé bien moins de fumée dans la stratosphère que ceux de l’année dernière en Australie. Pourtant, cette situation pourrait changer puisque la saison des feux ne se termine que dans quelques mois et que les conditions météorologiques chaudes et sèches perdurent dans la majeure partie de l’Ouest.

L’éruption de pyrocumulonimbus en Australie avait propulsé la fumée jusqu’à des altitudes particulièrement hautes. Cette année, la fumée n’atteint que la partie inférieure de la stratosphère, où les cirrus se forment. Selon M. Khaykin, cette condition pourrait « favoriser les interactions aérosols-nuages » dans la stratosphère, un phénomène « très peu connu ».

« Nous n’en sommes peut-être qu’aux prémices de la compréhension de l’importance des conséquences de ces feux de forêt. »

Source: geographic