émissions récentes de SO2 et influence sur la température globale

Vendredi 2 juillet 2010 5 02 /07 /Juil /2010 18:36

émissions récentes de SO2 et influence sur la température globale

Le SO2, ou dioxyde de soufre, est un précurseur des aérosols à base d'acide sulfurique.

Ces aérosols constituent des noyaux de nucléation (CCN) des microgouttelettes d'eau qui constituent les nuages.

En eux-mêmes (effet direct) et par leur action sur les nuages (effet indirect) ils entraînent une diffusion de la lumière solaire.

En conséquence une augmentation de leur teneur provoque un forçage radiatif négatif qui a tendance à faire baisser la température de la surface.

Ces aérosols ne dépassent pas les limites de la troposphère et leur durée de vie est plutôt faible (quelques semaines).

Leur solubilité extrême dans les précipitations explique cette courte durée de vie.

Si la teneur en CO2 augmente progressivement dans l'atmosphère, ce n'est donc pas le cas pour les aérosols.

Leur concentration reflète donc fidèlement leurs émissions.

Le SO2 provient principalement de l'oxydation de composés soufrés contenus dans les minerais et surtout dans les carburants fossiles.

On peut donc déterminer les émissions de SO2 si on connaît les consommations de pétrole, gaz et charbon ainsi que d'autres sources comme l'industrie papetière, l'extraction des métaux, etc.

Dans ce cadre je vous invite à lire anthropogenic sulfur dioxyde emissions (1850-2005) qui constitue la base de données la plus récente, à ma connaissance, des émissions régionales et globales de SO2.

J'ai été particulièrement intéressé par deux graphiques.

Le premier nous donne les émissions globales depuis 1850.

SO2 global

(extrait article en lien)

On peut constater la très forte hausse à partir des années 1950 (explosion de la consommation de carbone fossile) la baisse à partir des années 1980 et, ce qui est nouveau, la hausse récente de 2000 à 2005.

Lorsque l'on regarde régionalement, l'origine géographique (Chine, Inde, PED) de cette dernière hausse est évidente.

SO2 régional

(extrait article en lien)

estimation de l'influence sur la température globale

Les aérosols sulfatés ont une importance locale mais leur influence sur la température globale est assez évidente.

Dans ce qui suit, j'ai utilisé un facteur de conversion basé sur les bases de données de forçage de NASA-GISS.

Il ne s'agit pas d'une valeur précise bien entendu, mais le but est de donner un ordre de grandeur.

Tout d'abord voici le forçage anthropique résultant des émissions de GES et des aérosols.

SO2 forçage

J'ai tracé deux courbes, l'une avec l'inversion de 2000, l'autre comme si la baisse avait continué après 2000.

J'ai de plus extrapolé jusqu'en 2008, puisque, à ma connaissance, aucune rupture de croissance économique ni aucun changement technique notable dans le domaine de l'énergie, ne sont intervenus dans le monde entre 2005 et 2008 et j'ai donc supposé que les émissions avaient continué à progresser en Chine et en Inde principalement.

La différence de forçage en 2008 est de -25% de la variation depuis 1880.

Concernant l'influence sur la température j'ai utilisé le "modèle maison".

La reconstruction donne ce graphique de la température avec et sans inversion de la tendance des aérosols sulfatés en 2000.

SO2 température

Le fait que la tendance se soit inversée à partir de 2000 provoque une diminution de température qui atteint 0.09°C en 2008.

Conclusion

Plusieurs approximations ont été faites, à commencer par la valeur du facteur de conversion émissions/teneur.

Il en est de même de la considération du caractère global plutôt que régional des émissions d'aérosols.

Cependant, même si la valeur exacte de l'influence globale ne peut être connue, elle va bien dans le sens inverse de celle des gaz à effet de serre.

La période récente, en plus d'une activité solaire en forte baisse depuis 2003, subit donc très certainement l'effet refroidissant du à l'augmentation des émissions d'aérosols sulfatés.

En conséquence, on se gardera encore d'avantage du chant de certaines sirènes voulant nous faire croire que le réchauffement anthropique et en particulier l'influence des émissions de gaz à effet de serre anthropiques, sont une illusion, ou pire, une immense tricherie.

Simplement, comme je le répète ici assez souvent, la variabilité naturelle, et les aérosols anthropiques, peuvent masquer pendant certaines périodes un réchauffement toujours bien présent.

Ce fait peut nous amener à redouter le moment où tout va partir dans le même sens.

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Par meteor - Publié dans : aérosols - Voir les 5 commentaires
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Commentaires

L'action des aérosols, c'est de la physique. Ca ne pose pas de pb. Les variations des émissions sont documentées et ça n'en pose pas non plus.
Ce qui est en cause, c'est l'amplitude de l'effet.
Il n'est pas question d'expliquer TOUTES les variations de l'évolution de la température globale par les SEULS aérosols.

Faut il encore rappeler l'intensité de El Nino en 98 par exemple ?

Commentaire n°1 posté par sirius le 04/07/2010 à 10h41

je suis pas sûr d'avoir exactement compris ce que tu comparais à quoi, mais ta courbe bleue de température est bien la courbe réelle compte tenu de la variation réelle des aérosols, et la rouge ininterrompue est bien la courbe théorique que tu recalcules sans ces aérosols ? c'est un peu trompeur parce qu'on aurait pu plutot penser que tu tracerais les températures réelles d'une seule couleur et des températures imaginaires "si" d'une couleur différente...

si je comprends bien, sans inversion de tendance des aérosols, le forçage aurait du continuer à croitre linéairement. A priori comme ça, ça aurait du faire continuer à grimper les températures (et même avec une dérivée seconde positive , donc une courbure vers le haut), ce qui n'est pas le cas même de tes températures corrigées. C'est d'ailleurs un problème générique, avec l'augmentation linéaire du forçage, les températures devraient avoir une courbure positive, d'ailleurs c'est indispensable si on veut dépasser 2°C d'ici la fin du siècle, va falloir se réveiller parce que c'est pas avec la tendance linéaire actuelle que ça va arriver, et plus on attend, plus il va falloir accélérer dans le futur (et plus ça devient improbable....).

Donc pour en revenir aux aérosols, il y a quelque chose (activité solaire ou fluctuation naturelle ) qui doit expliquer que les températures aient globalement arrêté de croitre depuis 10 ans, même corrigées des aérosols. Or ce quelque chose a donc au moins une influence de 0.1 à 0.2 °C. On retombe dans le problème des barres d'erreurs = il est difficile d'attribuer à une cause plutot qu'une autre les variations qui sont toutes du même ordre de grandeur, à un sigma près. En corrigeant des aérosols, tu ne fais que remettre l'information que tu as supposée au départ, sans l'infirmer, ni la confirmer. Si on ne peut pas clairement identifier la cause qui a fait stagner les températures meme corrigées des aérosols, comment en déduire l'action de ceux-ci ???

Commentaire n°2 posté par Gilles le 04/07/2010 à 09h42

oui pour les couleurs j'aurais pu faire l'inverse effectivement.

Sur le fond, je pensais initialement que les émissions d'aérosols continueraient à décroître, or il y a inversion, d'après l'étude citée, en 2000.

J'ai donc fait deux courbes qui divergent en 2000.

La rouge avec les aérosols qui continuent à décroître, la bleue "réelle".

Pour la rouge, si les températures ne montent pas c'est du, selon moi, à la décroissance de l'activité solaire (ne pas oublier que dans mon optique j'applique toujours un coeff amplificateur de 3.2) et c'est dû aussi à la Niña de 2008.

La période 2002-2008 a donc beaucoup de handicaps:

-elle se termine par une niña forte

-elle se caractérise par une décroissance de l'activité solaire assez exceptionnelle

-et on peut ajouter maintenant une croissance des émissions d'aérosols

dans tout ça, les GES sont noyés.

pour le futur proche je n'ai pas l'impression que le soleil va partir en flèche, ni que les aérosols vont franchement décroître.

Il ne faut donc pas s'attendre, selon moi, à des poussées de chaleur extraordinaires dans les prochaines années ni à des records de fonte d'ailleurs.

Sans compter que les oscillations de grande période sont plutôt sur la baisse.(PDO+AMO)

Réponse de meteor le 04/07/2010 à 12h12

Pour Semper: dans les années 50 - 70, c'était aussi du charbon qu'on utilisait en masse me semble t il.
Par ailleurs, les aérosols issus de la combustion du charbon ne font pas qu'absorber. Ils diffusent aussi. En fait, ils diffusent beaucoup plus qu'ils n'absorbent. Le résultat, c'est qu'au dessus des surfaces sombres, ces aérosols augmentent l'albédo
par contre, ils le diminuent au dessus de la neige ou quand ils sont mélangés aux nuages
Dans ce dernier cas, ils peuvent provoquer l'évaporation du nuage par absorption de rayonnement solaire.
C'est là où il devient difficile de continuer les estimations à la louche parce qu'il faut tenir compte des conditions environnementales et que ça nécessite un modèle dynamique.

Commentaire n°3 posté par sirius le 03/07/2010 à 12h16

Ton article t'a sans doute été inspiré par celui que tu as écrit à propos des aérosols et du charbon (Shindell et X) .Très intéressant de voir ainsi les courbes d'émission de SO2
En fait, ça fait très longtemps qu'on soupçonne les aérosols anthropiques d'être responsables, au moins partiellement, du plateau des années 45 -75. Un de mes collègues (qui lit ton blog d'ailleurs) m'a fait remarquer que cette période était aussi un extremum de l'oscillation multidécenale (atlantique ou pacifique).

Faut pas forcément chercher une cause unique...

Commentaire n°4 posté par sirius le 03/07/2010 à 12h11

merci pour ton commentaire

dans un ordre d'idée un peu différent, ce matin, pour essayer d'échapper à la torpeur, savamment orchestrée, des radios en cette période de vacances, j'écoutais une émission d'économie sur France Culture.

A un moment, des chiffres de croissance ont été cités pour la Chine.

Croissance au 1er trimestre: 12% (officieusement c'est 16 à 17%), croissance de la consommation d'électricité (donc en partie de la consommation de charbon) 30%..

Et, paraît-il, ils n'auraient pas l'intention de freiner.

Ces chiffres m'ont laissé songeur sur de sombres perspectives quant à la volonté de faire des économies de C fossile, sur de graves tensions futures sur les réserves, et pour revenir à ce qui nous occupe, sur la production actuelle et future d'aérosols sulfatés.

Réponse de meteor le 03/07/2010 à 12h31

Quid des aérosols à effet réchauffant comme le black carbon par exemple?
S'il y a plus d'utilisation de charbon en Chine ne devrait-il pas y avoir un effet global plus neutre?

Commentaire n°5 posté par semper le 02/07/2010 à 20h50

merci de ce commentaire.

j'ai tenu compte globalement des forçages positifs en multipliant le RF CO2 pur par 1.5.

Réponse de meteor le 02/07/2010 à 20h51