Des scientifiques du système terrestre découvrent la pièce manquante dans les modèles climatiques

Alors que la planète continue de se réchauffer en raison du changement climatique d’origine humaine, des modèles climatiques informatiques précis seront essentiels pour aider à éclairer exactement la manière dont le climat continuera d’être modifié dans les années à venir.

Dans une étude publiée dans le Journal de recherche géophysique : Atmosphèresune équipe dirigée par des chercheurs du Département des sciences du système terrestre de l’Université de Californie à Irvine et du Département des sciences et de l’ingénierie du climat et de l’espace de l’Université du Michigan révèle comment un modèle climatique couramment utilisé par les géoscientifiques surestime actuellement une propriété physique clé du système climatique de la Terre appelée albédo, qui est le degré auquel la glace réfléchit la lumière du soleil qui réchauffe la planète dans l’espace.

« Nous avons constaté que sur les anciens modèles, la glace était trop réfléchissante d’environ 5 % », a déclaré Chloe Clarke, scientifique du projet dans le groupe du professeur Charlie Zender de l’Université de Californie à Irvine. « La réflectivité de la glace était beaucoup trop élevée. »

La quantité de lumière solaire que la planète reçoit et réfléchit est importante pour estimer l’ampleur du réchauffement climatique dans les années à venir. Les versions précédentes du modèle, appelé Energy Exascale Earth System Model (E3SM), surestimaient l’albédo car elles ne tenaient pas compte de ce que Clarke décrivait comme les propriétés microphysiques de la glace dans un monde en réchauffement.

Ces propriétés incluent les effets des algues et de la poussière sur l’albédo. Les algues et la poussière de couleur foncée peuvent rendre la neige et la glace moins réfléchissantes et moins capables de réfléchir la lumière du soleil.

Pour réaliser cette analyse, Clarke et son équipe ont étudié les données satellites pour suivre l’albédo de la calotte glaciaire du Groenland. Ils ont découvert que la réflectivité du modèle E3SM surestime la réflectivité de la calotte glaciaire, « ce qui signifie que le modèle estime une fonte inférieure à ce que l’on pourrait attendre des propriétés microphysiques de la glace », a déclaré Clarke.

Mais avec la nouvelle réflectivité de la glace incorporée dans le modèle, la calotte glaciaire du Groenland fond à un rythme d’environ six gigatonnes de plus que dans les anciennes versions du modèle. Ce résultat est basé sur des mesures d’albédo qui sont plus cohérentes avec les observations par satellite.

Clarke espère que l’étude de son équipe soulignera l’importance de propriétés apparemment minuscules qui peuvent avoir des conséquences considérables sur le climat global. « Je pense que notre travail va aider les modèles à mieux comprendre les rétroactions climatiques liées à la neige et à la glace », a-t-elle déclaré.

Ensuite, Clarke souhaite étudier différentes parties glacées de la planète pour évaluer l’ampleur de l’écart d’albédo dans E3SM.

« La prochaine étape consistera à rendre ce modèle fonctionnel à l’échelle mondiale et pas seulement valable pour le Groenland », a déclaré Clarke, qui a également l’intention de comparer les nouveaux taux de fonte de la calotte glaciaire du Groenland aux observations pour mesurer la précision du nouvel albédo de la glace. « Il serait utile de l’appliquer aux glaciers d’endroits comme les Andes et l’Alaska. »

Les auteurs supplémentaires incluent Raf Antwerpen (Lamont-Doherty Earth Observatory), Mark G. Flanner (Université du Michigan), Adam Schneider (National Oceanic and Atmospheric Administration), Marco Tedesco (Lamont-Doherty Earth Observatory) et Charlie S. Zender (UC Irvine).