les "aérosols" ont de nombreux effets dans le forçage radiatif, que ce soit en positif comme en négatif d'ailleurs. Mais qu'est-ce au juste qu'un aérosol ?

Un aérosol est un nuage de particules très fines en suspension dans l'air. Ces particules peuvent aussi bien être composées de poussières diverses que de gouttelettes d'eau. 

Ainsi donc les nuages sont des aérosols naturels, et le nuage de poussière soulevé par le passage d'un camion sur une piste africaine est un aérosol artificiel.

Les aérosols ont deux effets qui contribuent au forçage radiatif d'une manière rigoureusement inverse :
-d'une part le nuage augmente l'effet de serre en bloquant le passage des infrarouges montant de la planète et les renvoyant au sol,
-d'autre part il diminue l'effet de serre en renvoyant vers l'espace le rayonnement solaire qui ne peut donc pas parvenir au sol. Cet effet est cependant conditionné par la couleur du nuage. Un nuage très clair reflètera plus de lumière qu'un nuage de suie noire qui va au contraire l'absorber...

Il y a aussi d'autres substances qui sont appellées "précurseurs d'aérosols". Ce sont des gaz ou particules qui vont favoriser l'apparition des aérosols, comme par exemple le dioxyde de soufre (SO2) qui va favoriser la condensation de l'eau en nuage et provoquer ensuite des pluies acides.

Les chercheurs ont encore bien du mal à évaluer la part exacte de ces phénomènes mais il ressort quand même que les aérosols ont plutôt tendance à contrer l'effet de serre et donc, à provoquer un refroidissement. On pourrait alors se dire : mais alors il suffit de faire beaucoup d'aérosols et on annulera le forçage radiatif. En fait cela n'est pas possible pour deux raisons :
- les nuages n'ont qu'un effet très localisé régional, alors que les GES augmentent l'effet de serre sur toute la surface de la planète.
- les nuages ont une durée de vie très faible, de l'ordre de quelques semaines, et donc ne s'accumulent pas dans l'atmoshpère au contraire des GES qui peuvent y rester des siècles voire des millénaires comme nous l'avons vu plus haut.

Il est donc sûr que les aérosols dus aux activités humaines ne font que retarder légèrement la hausse de l'effet de serre dans des zones très localisées mais qu'il ne pourront jamais le contrer dans la durée ni sur toute l'étendue de la planète.

 

L'albédo : le changement d'utilisation des sols

Le changement d'utilisation d'un sol modifie son albédo (son pouvoir réfléchissant). Ainsi, les glaces polaires ont un fort pouvoir réfléchissant et donc, tendent à refroidir la planète. Les forêts boréales ont au contraire une couleur foncée à cause des arbres qui y poussent et donc, tendent à réchauffer la planète en absorbant le rayonnement solaire.

Ainsi, si l'être humain défriche les forêts boréales, comme elles se régénèrent très lentement, leur albédo va passer d'une couleur foncée absorbante à la couleur blanche de la neige, très réfléchissante.

Ce changement d'utilisation de sol va donc provoquer un refroidissement.

Mais le changement d'utilisation peut aussi bien intervenir dans l'autre sens : le réchauffement de ce siècle ayant entrainé la fonte de la plupart des glaciers continentaux, ceux-ci cèdent la place à des zones moins réfléchissantes que la glace qui vont dont absorber plus de chaleur solaire...

Les recherches effectuées dans ce domaine ne sont pas suffisantes pour que les scientifiques fassent autre chose que des suppositions sur les gains et pertes qui découlent des activités humaines.

 

Enfin, l'ozone : la pollution troposphérique et le trou de la couche d'ozone

L'ozone est un gaz dont on entend souvent parler, et parfois avec une certaine confusion. En effet, naturellement, il y a une "couche" d'ozone dans la stratosphère qui absorbe le rayonnement ultraviolet. Par ailleurs, les activités humaines à la surface, comme par exemple la circulation automobile, créent de nombreux gaz qui, sous l'effet des radiations solaires, se transforment en d'autre et parfois en ozone. Ce gaz est toxique pour les êtres humains : il provoque une gène respiratoire, des irritations des muqueuses, des yeux, et parfois peut entraîner des insuffisances respiratoires, des hémorragies voire la mort chez des personnes sensibles. L'ozone de la stratosphère et l'ozone de la troposphère est le même, seulement celui de la "couche" nous est bénéfique, et l'autre, celui des "pics de pollution" nous est néfaste. Il s'agit pourtant de la même molécule.

L'ozone troposphérique (celui des pics de pollution) : il est donc produit indirectement par la combustion d'hydrocarbures, qui avec l'effet de forts rayonnements solaires (généralement en été) va former des molécules d'ozone au niveau du sol.

Cet ozone se trouvera de plus dans un "smog" photochimique d'une multitude de gaz dont des halocarbures, et des oxydes de toutes sortes (monoxyde de carbone, oxydes d'azote etc...). Ce smog est très nocif car il rend difficile notre respiration, mais ce n'est pas là son seul effet. Tous ces gaz et en particulier l'ozone sont de puissants gaz à effet de serre, il se trouve donc qu'en même temps que le smog se forme, il se créé une zone d'effet de serre renforcé autour du lieu pollué. Ce qui signifie en clair que pratiquement tous les étés, la tempérture dans les grandes cités humaines est d'autant plus élevée que ce smog renforce l'effet de serre localement. Cet effet est d'autant plus sensible en cas de climat caniculaire sans vent : mais dans ce cas tout le monde s'en aperçoit puisque de nombreuses personnes en meurent. On estime qu'il y a chaque année environ 3 000 personnes qui meurent de cette pollution (problèmes respiratoire + température) en France.

Mais cet ozone n'est pas considéré comme un gaz à effet de serre comme les autres car, tout comme les aérosols, il ne s'accumule pas dans la basse atmosphère. L'ozone est un gaz hautement corrosif, c'est pourquoi sa durée de vie est très limitée : dès que les mouvements d'air sont suffisants pour le disperser, il oxyde rapidement quelque chose et disparaît. Le forçage radiatif du à l'ozone a donc un effet local autour des grandes agglomérations humaines, plus marqué en été qu'en hiver.

L'ozone stratosphérique (celui de la couche d'ozone) : vous devez savoir qu'il y a un trou dans la couche d'ozone, ce phénomène a été largement médiatisé et c'est l'un des rares qui a rapidement fait consensus et a débouché sur des accords internationaux stricts et, c'est assez rare pour être souligné, semble-t-il respectés.

La couche d'ozone est naturellement créée par le fait que notre atmosphère contient beaucoup d'oxygène. Dans la haute atmosphère, cet oxygène se trouve bombardé en permanence par le rayonnement solaire, et plus particulièrement par le rayonnement le plus énergétique, l'utraviolet. Cette énergie se trouve absorbé par les molécules de dioxygène qui se cassent dans l'aventure, libérant deux atomes d'oxygène seul. Mais ils ne restent pas seuls longtemps et s'associent rapidement avec du dioxygène pour former de l'ozone (O3). Cet ozone lui aussi est bombardé en permanence et quand il se casse reforme du dioxygène... etc. Au final il se trouve donc qu'il y a une quantité relativement stable d'ozone et que cet ozone bloque la quasi totalité du rayonnement ultraviolet, sur toute la surface de la planète. C'est en tout cas ce qui se passait depuis plusieurs millions d'années avant que nous ayons la mauvaise idée d'intervenir...

Les activités humaines ont eu besoin pour diverses choses de produire des gaz organo-halogènes (ce qui signifie qu'il ont au départ au moins un atome de carbone et un atome d'un gaz halogène comme le chlore ou le fluor). Ces gaz ont été utilisés pour produire d'autre matériaux, pour propulser des produits en "bombe", pour servir de gaz réfrigérants dans les congélateurs et réfrigérateurs etc. Les premiers de ces gaz à avoir été produits en grande quantité sont les CFC (ChloroFluoroCarbone). Malheureusement il s'est avéré que ces gaz sont extrèmement stables dans l'atmosphère, et qu'il finissent invariablement par se retrouver en quelques années dans la stratosphère, au beau milieu de la couche d'ozone. Que se passe-t-il alors ? ces molécules se font elles aussi bombarder par les ultraviolets, et se cassent en libérant leur chlore, leur fluor et tout ce qui les constituaient. Et comble de malchance, ces composés réagissent avec l'ozone présent et le dégradent en oxygène. En gros, le chlore (mais aussi le brome) "grignote" l'ozone et donc, fatalement, la quantité d'ozone diminue. Ce processus n'intervient que en présence de nuages stratosphériques qui libèrent le Chlore dans sa forme active, et donc le trou se creuse aux pôles chaque hiver et se résorbe chaque été.

Actuellement il y a une zone qui couvre tout le continent antarctique dans laquelle la couche d'ozone diminue de 60% en hiver (de septembre à novembre), ce trou au pôle sud est apparu au début des années 80. Il y un second trou qui est en train de naître depuis les années 90 au pôle nord, actuellement, il fait baisser la concentration d'ozone de 30% chaque hiver (entre janvier et mars). De plus la diminution de l'ozone réduit le rayonnement solaire absorbé et donc provoque une baisse de température qui entraine l'apparition de plus de nuages qui libèrent d'autant plus de chlore...

Il est important de préciser que les scientifiques, même s'ils ont acquis la certitude que ce sont les émissions de gaz anthropique qui ont créé la crise, sont incapables d'expliquer l'ampleur du phénomène et ne peuvent pas décrire avec précision son fonctionnement.

Les divers traités qui ont fait suite à celui de montréal en 1987 ont réglementé l'usage des CFC, et leur concentration dans la troposphère (la basse atmosphère) a commencé à diminuer à partir de 1996. Mais comme il faut un délai de plusieurs année pour que les CFC passent dans la stratosphère, la concentration de CFC va continuer d'augmenter (dans la haute atmosphère) jusqu'en 2005 environ. Et les trous de la couche d'ozone ne se résorberont pas avant 2050 dans le meilleur des cas. Par ailleurs, nous avons au début remplacé les CFC par les HCFC qui contiennent toujours du chlore, et qui ont eux aussi été remplacé, par les HFC et les HFE. Mais les HFC et les HFE contiennent du fluor et rien ne permet d'assurer avec certitude que le fluor n'aura pas exactement les mêmes effets que le chlore... par ailleurs comme nous l'avons vu plus haut, ces gaz de remplacement sont de très puissants GES.

Pour résumer le problème : l'être humain a créé un trou dans la couche d'ozone qui nous permet de survivre au rayonnement solaire, ce trou fait un quart de la surface de la planète et il se trouve au dessus du pôle sud de septembre à novembre et au dessus du pôle nord de janvier à mars. Il ne se résorbera pas avant 2050 et il est tout à fait possible que le cycle de l'ozone qui a perduré pendant 1,5 milliard d'année soit définitivement rompu : les scientifiques ne peuvent pas affirmer avec certitude que l'interdiction d'utiliser des CFC va effectivement permettre à la couche d'ozone de se régénérer. Rendez-vous en 2050 pour constater les dégâts...