CHAPITRE DEUXIÈME : LES AÉROSOLS ET L'EFFET DE SERRE
Pendant longtemps, seuls les gaz à effet de serre ont été pris en compte pour étudier le phénomène du réchauffement climatique. Puis, il est apparu que les aérosols naturels ou créés par les activités humaines jouaient un rôle considérable dans l'évolution du climat, et même qu'ils constituaient pour l'Académie des Sciences (20 ( * )) , « la plus grande source d'incertitude dans le calcul du forçage du climat ». En effet, les aérosols rediffusent le rayonnement solaire, modifient l'albédo des nuages et provoquent un refroidissement . Ils favorisent aussi la modification des équilibres micro-physiques et chimiques de l'atmosphère .
I. LA NATURE DES DIFFÉRENTS AÉROSOLS
Parmi les aérosols d'origine naturelle figurent les embruns marins , les particules arrachées par le vent , des composés gazeux (le sulfure de diméthyle (DMS), l'ammoniac (NH 3 ), les hydrocarbures réactifs). Les activités humaines produisent, elles, des aérosols formés de carbone et de soufre .
L'importance du rôle joué par les aérosols n'est pas fonction de leur abondance dans l'atmosphère, mais de l'importance des transformations physico-chimiques complexes qu'ils y subissent . C'est pourquoi alors que l'oxysulfure de carbone (COS) est le composé soufré le plus abondant, son assez grande stabilité fait qu'il ne concerne pas vraiment le bilan radiatif. A l'inverse, le dioxyde de soufre (SO 2 ), le sulfure de diméthyle subissent, eux, des transformations complexes et quoique n'étant présents qu'à l'état de trace dans l'atmosphère, leur rôle y est remarquable.
Dans l'émission des sources de soufre, les activités humaines jouent un rôle important en atteignant 70 % des émissions globales . Toutefois, avant de développer quelques considérations que ce soit sur le rôle des aérosols dans l'effet de serre, il est essentiel de souligner que les estimations des principales sources de soufre gazeux dans l'atmosphère restent probablement entachées d'erreurs importantes, ainsi que l'a relevé l'Académie des Sciences dans le rapport précité.
Tel est le cas en particulier pour la présence et le rôle du sulfure de dyméthyle dans l'eau de mer et pour son rôle dans les échanges océan/atmosphère.
En effet, trois incertitudes limitent les raisonnements : celles sur l'impact éventuel des changements climatiques sur la concentration de sulfure de diméthyle, une autre sur le coefficient d'échange entre l'eau de mer et l'atmosphère, et enfin, des mesures manquent pour de vastes réseaux océaniques. Une chose demeure : le DMS peut avoir un impact sur l'albédo des nuages stratiformes au-dessus des océans.
A côté des composés soufrés existent des aérosols de combustion . Les aérosols résultant de ce phénomène s'oxydent et interagissent avec d'autres gaz. C'est ainsi que le SO 2 en s'oxydant voit son sort lié à celui du carbone dans l'atmosphère. Dans les activités de combustion, l'homme joue un rôle essentiel et ce ne sont pas les combustions industrielles comme on pourrait d'abord le penser qui en constituent la source majeure, mais plutôt les feux de biomasse qui émettent deux fois plus de particules que les combustions industrielles de plus en plus réglementées.
Sur la surface du globe, les sources de carbone particulaires se trouvent réparties de manière très dissymétrique. En effet, près de 90 % des activités humaines sont concentrées dans l'hémisphère nord , qu'il s'agisse des combustions industrielles des pays développés ou des combustions de végétations dans la ceinture intertropicale et sur le continent africain.
Dans l'évaluation des flux de particules, un contraste apparaît puisque le flux résultant des activités industrielles sont réguliers alors que celui des flux de biomasse est aléatoire, d'où la difficulté d'établir une évaluation.
Une fois établie l'origine des aérosols de combustion, il est indispensable d'en suivre le devenir car souvent, ces aérosols se retrouvent à plusieurs milliers de kilomètres de leur lieu d'émission . L'origine des particules peut être déterminée en analysant la composition isotopique du carbone (21 ( * )) .
Enfin, une fois repéré le mouvement des aérosols, il faut distinguer entre eux dans la mesure où les réactions qui se produisent modifient le revêtement de surface de ces particules et donc son efficacité d'absorbant optique qu'un revêtement épais peut diminuer, d'où l'impossibilité de formuler une conclusion d'ensemble sur les effets de la présence de ces particules .
Contrairement aux gaz à effet de serre étudiés ci-dessus, les aérosols de combustion ont un temps de résidence dans la troposphère très bref , sept jours en moyenne, ce qui ne leur laisse pas le temps de passer d'un hémisphère à l'autre.
En revanche , les aérosols résultant d'éruptions volcaniques puissantes peuvent parvenir à la stratosphère et y résider plusieurs mois, voire quelques années , ayant alors des effets à l'échelle de la planète.
* (20) « L'effet de serre » Académie des Sciences. Rapport n° 31. TEC & Doc. 1994. 86 p.
* (21) L'analyse du rapport 13 C/ 12 C permet de reconnaître des aérosols d'origine marine de ceux d'origine continentale, tandis que l'activité 14 C différencie le carbone ancien du carbone contemporain.