En quoi la poussière dans l’air affecte-t-elle le climat ?

Moins de poussière en haute atmosphère, mais plus à certains endroits au niveau du sol. Des chercheurs s’intéressent de plus en plus au rôle des particules dans l’air pour comprendre leur influence sur le réchauffement de la planète.

Publié à 6 h 00

Climat et pollution

Pourquoi s’intéresser à la poussière ? Parce qu’elle a une influence majeure sur le climat. « C’est presque aussi important que l’augmentation de la quantité de gaz à effet de serre », dit Ashok Gupta, chercheur à l’Université Vanderbilt au Tennessee. Le spécialiste des aérosols est l’auteur principal d’une étude publiée en septembre dans Science Advances sur la poussière atmosphérique.

Ces travaux, a-t-on calculé, montrent qu’il y avait 10 % moins de poussière dans la haute atmosphère terrestre en 2023 qu’en 2003. Cette diminution de la poussière serait responsable d’entre 10 % et 25 % de la hausse de température durant cette période, selon les calculs.

Comment ? En fonction de sa taille, la poussière dans la haute atmosphère peut avoir deux effets : elle peut refroidir la planète en bloquant les rayons du Soleil, ou la réchauffer. L’étude de M. Gupta postule, comme les modèles climatiques actuels, qu’au total, la poussière réchauffe la planète. Certains types de poussière, généralement les plus grosses particules, peuvent réchauffer la planète en bloquant les radiations qu’émet le plancher des vaches pour évacuer la chaleur terrestre vers l’espace. La nuit, le sol chauffé par le Soleil durant la journée émet de la chaleur sous forme de rayons infrarouges.

« Notre perception de l’impact de la poussière a beaucoup changé au cours de la dernière décennie », explique Cassandra Gaston, chercheuse à l’Université de Miami. La chimiste gère dans les Caraïbes un programme de mesure de la poussière en provenance de l’Afrique. « Tout d’abord, il y a moins de pollution, particulièrement en provenance de la Chine. En conséquence, la poussière et la fumée des incendies de forêt deviennent plus importantes parmi les particules présentes dans la haute atmosphère. »

Et en 2020, une étude américaine a démontré, à partir de mesures prises par des avions de recherche, qu’il y avait quatre fois plus de grosses particules de poussière que prévu dans l’atmosphère. « Ça a complètement changé la donne, dit M^me Gaston. Les grosses particules de poussière réchauffent la planète, tandis que les particules fines bloquent les rayons du Soleil et refroidissent la Terre. »

La taille des particules de poussière atmosphérique se mesure en micromètres (millionièmes de mètre) et en nanomètres (milliardièmes de mètre). Les grosses particules de poussière peuvent atteindre 20 micromètres. Les particules émises par la pollution urbaine et les incendies de forêt ont généralement une taille inférieure à 2,5 micromètres.

La situation au Canada et en Europe

Si on observe une diminution de la poussière en haute atmosphère, c’est le contraire qui se produit au niveau du sol à bien des endroits. C’est notamment le cas en Europe, selon une étude publiée dans Nature en juillet. « Parce que justement la poussière retombe davantage au sol, ce qui diminue la quantité de poussière en haute atmosphère », explique Petros Vasilakos, chercheur à l’Institut Paul Scherrer, près de Zurich, qui est l’auteur principal de l’étude.

L’augmentation a été plus forte dans les Alpes et le sud de l’Europe, avec deux fois plus de poussière qu’avant l’industrialisation du début du XIX^e siècle. « On pense que c’est à cause de la désertification en Afrique du Nord, qui augmente la taille du Sahara », dit M. Vasilakos.

Cette augmentation de la poussière a fait grimper de 0,67 % la mortalité en Europe entre 2012 et 2021, selon l’étude. « Les gens qui ont des poumons fragiles souffrent de l’augmentation de la poussière », dit M. Vasilakos.

En ce qui concerne le Canada, l’augmentation de la poussière atmosphérique provient de la fonte des glaciers arctiques, selon une étude publiée le printemps dernier dans la revue Atmospheric Chemistry and Physics. « La ceinture de poussière canadienne se trouve surtout dans l’Arctique, mais il y a trois autres endroits émettant aussi plus de poussière, dans les Prairies », dit Aldona Wiacek, de l’Université Saint Mary’s à Halifax, qui est l’autrice principale de l’étude.

Cette augmentation de la poussière arctique a peu d’impact sur la quantité totale de poussière, parce que les principales zones émettrices, les déserts de l’ouest de la Chine et le Sahel, génèrent dix fois plus de poussière que les pôles, dit M^me Wiacek. Les études n’ont pas mesuré s’il y avait davantage de particules fines ou de grosses particules de poussière émises par le Sahara ou l’Arctique.

La poussière arctique et les pluies

En revanche, la poussière arctique pourrait avoir un effet disproportionné sur le climat à l’avenir, selon M^me Wiacek. C’est que la Terre se réchauffe plus vite aux pôles, ce qui fait fondre les principales réserves de glace de la planète et augmente le niveau de la mer. Cette poussière pourrait favoriser les précipitations, ce qui diminuerait la quantité de nuages et, donc, refroidirait la planète. En favorisant les précipitations, la poussière fait se vider les nuages, qui, lorsqu’ils ont épuisé toute leur eau, se dissipent.

« Il semble que la poussière arctique, quand elle arrive dans les nuages, favorise les précipitations, prévient M^me Wiacek. Ça pourrait laisser les cieux clairs, ce qui permet d’évacuer la chaleur de la Terre. C’est comme quand on va camper. Un ciel étoilé, sans nuages, est très beau, mais souvent il fait plus froid. »

Il y a beaucoup d’incertitude sur le rôle de la poussière dans la formation des nuages, poursuit M^me Gaston. « Les nuages d’altitude réchauffent la planète et les nuages plus bas la refroidissent, de manière générale, dit la chercheuse de Floride. Il n’est pas encore clair comment la poussière influence ces deux types de nuages. Et les nuages au-dessus des surfaces enneigées ont tendance à plus réchauffer l’atmosphère, par rapport aux nuages au-dessus des océans. »

L’impact méconnu des volcans sur la poussière

L’éruption en 2022 du volcan sous-marin Hunga Tonga, dans le Pacifique, illustre bien l’incertitude sur le rôle de la poussière dans les changements climatiques, selon M. Gupta. « On pensait que l’éruption allait réchauffer l’atmosphère à cause de la quantité de vapeur d’eau qui avait été émise, dit-il. Mais en fin de compte, c’est l’impact des émissions de soufre qui a été plus important. Elles ont favorisé la formation de nuages bloquant les rayons du Soleil et, finalement, il y a eu un léger refroidissement. »

Ce refroidissement a été de 0,1 °C dans l’hémisphère Sud. M. Gupta note que la masse du soufre émis par le Hunga Tonga était 300 fois moins importante que la vapeur d’eau générée par l’éruption. « Le soufre est une particule comme la poussière, dont il faut mieux comprendre l’effet sur le climat, conclut M. Gupta. Et il faut comprendre combien de poussière il y aura dans l’avenir, pour les différentes tailles de poussière. »

En savoir plus

• 17 millions de tonnes

  Quantité de poussière de grande taille dans l’atmosphère

  Source : Science Advances

  50 %

  Proportion de la poussière atmosphérique mondiale qui provient du Sahara

  Source : Atmospheric Chemistry and Physics