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Environnement

Changement climatique : les particules d’aérosols au banc des accusés

Paolo tuccella

Nationality Italian

Year of selection 2016

Institution University of L'Aquila

Country Italy

Risk Environnement

Post-Doctoral Fellowship

2 years

130000 €

Les particules d’aérosols sont tellement minuscules qu’elles échappent à la gravité et peuvent flotter pendant des jours entiers dans l’atmosphère, mais leur impact sur le climat est tout sauf négligeable. Ces suspensions de particules solides ou liquides, dont les dimensions vont de quelques nanomètres à des dizaines de microns, peuvent être d’origine naturelle (vent de sable, émissions volcaniques, sel marin, incendies de forêt) et d’origine humaine (combustion anthropique et combustion de la biomasse). Ces particules ont deux effets opposés mais complémentaires sur le climat : elles refroidissent la terre en bloquant et en renvoyant certains rayons du soleil dans l’espace (l’effet parasol), et elles la réchauffent en contribuant au processus de captage dans l’atmosphère du rayonnement infrarouge émis à la surface de la terre (le fameux effet de serre). Mais, l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre résultant des activités humaines rompt cet équilibre, de sorte que les particules contribuent activement au changement climatique. Par ailleurs, les composants chimiques des aérosols dégradent la qualité de l’air, et constituent donc une menace pour la santé humaine.

Depuis maintenant plus d’une décennie, les scientifiques étudient le rôle de ces minuscules particules sur le réchauffement du climat et la santé humaine, mais un certain nombre de zones d’ombre persistent. Parmi les points restant à explorer, il y a le rôle des trois types d’aérosols : particules de carbone noir, de carbone brun et de poussières de sol. L’objectif du projet du Dr Paolo Tuccella est d’enrichir et d’améliorer les modèles utilisés actuellement pour étudier la qualité de l’air et la chimie climatique en examinant la répartition espace-temps de ces particules et leurs effets sur le système climatique. À terme, notre chercheur souhaite contribuer au développement et à la mise en œuvre de politiques efficaces et durables d’atténuation des risques, grâce à une meilleure compréhension des dangers associés aux particules de carbone noir, de carbone brun et de poussière de sol.

Éclairer les zones d’ombre

« Les effets des aérosols sur le climat demeurent en grande partie méconnus, car ils ne sont pas suffisamment pris en compte par les modèles actuels », observe le Dr Paolo Tuccella. « Nous devons donc poursuivre l’examen de leur impact sur les modifications de l’environnement, et cela signifie inclure tous les types d’aérosols qui ont été jusque-là ignorés ou insuffisamment étudiés et mesurer leurs effets sur diverses composantes environnementales. Contrairement au carbone noir, qui est connu depuis longtemps pour sa capacité à absorber le rayonnement solaire et à réchauffer l’atmosphère, le carbone brun, son cousin organique, commence tout juste à être considéré comme l’un des contributeurs au changement climatique », explique le chercheur en Physique de l’atmosphère. « Pour obtenir des estimations plus justes, il est essentiel d’inclure tous les types d’aérosols dans les modèles actuels. » En plus d’enquêter sur le rôle du carbone brun dans les modifications environnementales, le Dr Paolo Tuccella souhaite également apporter un éclairage sur deux autres aspects de la recherche sur les aérosols qui restent à ce jour peu explorés. Il souhaite tout particulièrement étudier l’incidence du vieillissement sur la capacité des aérosols à diffuser et à absorber la lumière, ainsi que l’impact du dépôt de particules d’aérosols sur le pouvoir de réverbération de la lumière de la glace. « Ce dernier phénomène contribue vraisemblablement à l’accélération de la fonte des glaces sur la banquise de l’océan Arctique, les glaciers alpins et le manteau neigeux », précise le chercheur. La prise en compte de ces trois domaines de recherche novateurs permettront au Dr Paolo Tuccella d’obtenir de meilleures estimations de la contribution des particules de carbone noir, de carbone brun et de poussière de sol sur le changement climatique, et d’affiner la compréhension des effets radiatifs directs et indirects de ces particules à l’échelle mondiale et européenne, avec une attention particulière sur le bassin méditerranéen.

Le champ de rayonnement de la Terre repose sur un équilibre précaire. Au cours de l’histoire, les aérosols d’origine naturelle ont démontré leur aptitude à fragiliser ponctuellement cet équilibre et à affecter le climat de la Terre. Un des exemples récents est l’éruption du volcan Pinatubo en 1991, dont la production d’aérosols sulfatés a provoqué une baisse des températures à l’échelle mondiale sur deux à trois ans. Mais, les émissions de particules, résultant des activités humaines, menacent désormais de déséquilibrer le climat de la planète, avec des effets durables et de grande ampleur, parfois même dévastateurs. Afin d’éviter une accumulation irréversible de particules nocives pour le climat, nous devons agir le plus rapidement possible et prendre des mesures efficaces. À cet égard, des initiatives, telles que le projet du Dr Paolo Tuccella, sont absolument vitales, car elles favorisent la mise en œuvre de politiques d’atténuation des risques efficientes et éclairées.