7 - L’anomalie Pinatubo

Je me suis donc intéressé aux éventuelles interactions entre les particules de pollution en circulation dans l’atmosphère et le réchauffement climatique : un tour d’horizon de ce sujet (sur wikipedia ou sur tout autre résultat obtenu par les moteurs de recherche sur le web) fait vite comprendre que c’est l’aspect sanitaire qui est essentiellement pris en considération.

Dans l’article sur wikipedia il y a bien un paragraphe "Effet de serre" où on entretient allègrement l’idée que "gaz à effet de serre" et "pollution" sont la même chose : sidérant.
Je rappelle que les principaux "gaz à effet de serre" sont la vapeur d’eau et le CO2 : ils sont tout simplement à l’origine de la vie sur terre, non seulement dans le sens paléontologique, mais chaque jour où, grâce à eux et au rayonnement solaire, la photosynthèse crée les cellules végétales qui sont au commencement de toute la chaîne alimentaire du monde vivant.

Pourtant l’humanité émet de plus en plus de particules dans l’atmosphère, en brûlant du bois, du charbon et les dérivés lourds du pétrole pour produire de l’énergie, et aussi en brûlant des forêts entières pour les transformer en espaces de culture végétale et de pâturage : des villes entières en suffoquent et les photos satellites montrent les fumées vues depuis l’espace ...

Je n’ai trouvé qu’une mesure globale à l’échelle planétaire (est-elle fiable ?) sur le site www.notre-planete.info qui affirme : "Chaque année, les activités humaines produisent environ 300 millions de tonnes de poussières". Ce chiffre est lui-même tiré d’un article paru sur la revue "Science et Vie" de octobre 2018 (Ces poussières qui gouvernent le monde) dont je cite un extrait :

Une véritable science des poussières commence à se mettre en place. Hier délaissées, elles possèdent aujourd’hui leurs spécialistes, leurs colloques et leurs revues. Elles sont systématiquement recensées et suivies presque en direct par un réseau de satellites, de stations au sol et de modèles. On sait désormais que chaque année, 2.150 millions de tonnes de poussières minérales sont arrachées par les vents aux sols les plus fragiles, nus et arides, et transportées sur des milliers de kilomètres. Dans le même temps, 2.240 millions de tonnes de poussières de sel de mer sont mises en suspension dans l’air par l’évaporation des embruns marins, puis charriées jusqu’aux faubourgs des capitales les plus continentales. En une année, des milliers d’hectares de forêts et de prairies sont réduits à un gros tas de 170 millions de tonnes de poussières organiques par le feu. À ce décompte non exhaustif, il faut encore ajouter les 300 millions de tonnes de poussières que génèrent les activités humaines : mines, sidérurgie, pétrochimie, transports… Bref, les poussières sont partout, et en quantité.

Les chiffres données dans cet extrait sont très intéressantes, même s’il faut les prendre avec précaution. En se tenant à leur ordre de grandeur on comprend que :
 environ 4.000 millions de tonnes de poussières (minérales + sels) sont d’origine naturelle
 environ 400 millions de tonnes de poussières (feux + activités) sont d’origine anthropique, donc proportionnelles à la population humaine (qui croît depuis 1950 au rythme d’environ 70 millions d’individus par an). 400 millions de tonnes de poussières, c’est énorme !
10% des poussières en dispersion dans l’atmosphère sont générés par les activités humaines !

Je me suis souvenu que dans les années 1990 une grosse éruption du volcan Pinatubo dans les Philippines avait défrayé la chronique car elle avait injecté dans l’atmosphère tellement de gaz sulfurique, cendres et poussières qu’ils avaient (aux dires des météorologues de l’époque) temporairement refroidi d’environ 0,5°C l’hémisphère nord de la planète ... mais je n’en vois pas trace dans la courbe de l’évolution des températures !!! C’est ce que je me suis permis d’appeler "l’anomalie Pinatubo".
Par contre, les relevés ci-dessous de l’observatoire de Muna Loa dans les îles Hawai, montrent parfaitement l’incidence des dernières éruptions volcaniques sur la transparence de l’atmosphère lors des deux dernières grosses éruptions (El Chichon et Pinatubo). L’image est actualisée directement depuis le site web de l’observatoire qui répercute tous les mois ses mesures : vous y verrez donc apparaître les traces des futures éruptions majeures.

Lors d’une éruption majeure, l’injection de poussières dans l’atmosphère, réduit l’ensoleillement (on le voit parfaitement sur les courbes de Muna-Loa) ce qui produit un refroidissement local qui est aussitôt compensé par un réchauffement de l’atmosphère dû à l’absorption par les poussières d’une partie du rayonnement solaire incident et réfléchi, ainsi que d’une partie du rayonnement infrarouge sortant (c’est une absorption de type thermique qui concerne toutes les longueurs d’onde).
En somme, le rayonnement global arrivant sur la planète reste le même : il est seulement momentanément réparti différemment entre l’atmosphère et le sol. Et on peut même en évaluer l’effet réchauffant !

Refaisons les calculs du graphique du §3 pour une absorption atmosphérique en augmentation de 5% (moyenne sur 2 ans à cause des gaz et poussières de l’éruption du Pinatubo) :

La puissance absorbé par la surface passe de 48% à 45%, donc en baisse de 3% qui explique le refroidissement ressenti. Dans le même temps, la puissance totale absorbée par l’atmosphère passe de 56% à 62,5%, donc en augmentation de 6,25% de la puissance solaire incidente ... ce qui fait plus que compenser le refroidissement : au global, le système mers-terres-atmosphère se réchauffe temporairement (car les poussières atmosphérique de l’éruption se redéposent en 2 à 3 ans) de 6,25-3=3,25% de la puissance solaire incidente, équivalents à environ 3.000 TW. Mais surtout la puissance stockée par l’atmosphère passe de 97.000 TW (56%) à 109.000 TW (62,5%), en augmentation de 12.000 TW.

L’effet de l’éruption volcanique est donc ponctuel et il est peu ou pas visible sur les courbes de l’évolution des températures qui, pour être significatives, sont moyennées sur plusieurs années.
C’est mon "anomalie Pinatubo" : l’effet a bien eu lieu mais on ne le voit pas parce que il a été de courte durée. Mais quid du même type de pollution atmosphérique, provoquée, maintenue et continuellement augmentée par les activités humaines ?

J’ose tirer de "l’anomalie Pinatubo" une seule évaluation à partir des chiffres disponibles pour cette éruption dans l’article correspondant sur wikipedia :
 l’éruption à injecté dans l’atmosphère 10 km³ de poussières (10.000 millions de m³), équivalents à 30.000 millions de tonnes (densité des roches volcaniques = 3 environ) : elles ont réduit l’ensoleillement de 5% pendant deux ans et réchauffé l’atmosphère de 12.000 TW. Cela signifie que 100 millions de tonnes de poussières dans l’atmosphère absorbent un surplus de rayonnement solaires et infrarouge équivalent à 40 TW = 40 millions de mégawatt

On vient de voir ci-dessus que les activités humaines injectent 400 millions de tonnes de poussières par an :

400 millions de tonnes de poussières ajoutent à l’atmosphère 160 TW (160 millions de mégawatt), l’équivalent de la puissance délivrée par 160.000 centrales nucléaires ! Ce chiffre est environ 10 fois supérieur aux 15 TW apportés par l’utilisation par l’humanité de toutes les énergies.

Pour ma part, il n’y a plus aucun doute : les activités humaines utilisant des énergies fossiles polluantes (dérivés du pétrole, charbons et bois) et la déforestation, injectent en permanence dans l’atmosphère un flux de particules qui en augmente l’énergie par une majeure absorption des rayonnements solaires et infrarouge et, par conséquence directe, sa température moyenne.

Ni sceptique, ni catastrophique : le réchauffement climatique est une réalité et je pense avoir repéré le principal responsable auquel il convient de s’attaquer en priorité !