EFFET D'ALBÉDO

Article modifié le 22/08/2024

L’albédo de la Terre

Effet d’albédo terrestre - crédits : EUF (fond d'image : Shutterstock) — Effet d’albédo terrestre
EUF (fond d'image : Shutterstock)

L’albédo de la Terre, résultant de la réflexion du rayonnement solaire incident, est lié aux propriétés de la surface (neige, glace, végétation, océans, etc.) de la planète et de son atmosphère (nuages, aérosols, molécules…). C’est une grandeur complexe car elle dépend non seulement de la nature et de la composition du milieu, mais aussi de ses fluctuations temporelles selon la saison pour la végétation ou la neige ou, à une échelle de temps plus courte, de la météorologie pour les nuages. Les activités humaines peuvent aussi engendrer des modifications de l’albédo de la planète.

D’après le GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat), depuis la période pré́-industrielle, les changements d’occupation des terres dus aux activités humaines ont conduit, à l’échelle globale, à une hausse de l’albédo terrestre qui entraîne un refroidissement de la surface terrestre. Toutefois, cette baisse de température est contrebalancée par les émissions de dioxyde de carbone (CO₂) dues à ces mêmes changements, qui cette fois favorisent le réchauffement planétaire.

À une échelle plus locale, notamment dans les villes, l’artificialisation des sols et l’urbanisation – qui utilisent souvent des matériaux à faible pouvoir réfléchissant – ont pour effet de diminuer l’albédo de la surface terrestre.

Rôle majeur de l’atmosphère dans l’albédo planétaire

L'atmosphère est responsable de près de 80 % de l’albédo planétaire, du fait de la capacité des particules atmosphériques, qui constituent les nuages et les panaches d’aérosols, à diffuser le rayonnement solaire et cela d’autant mieux que leur taille est petite. L’albédo des nuages dépend tout d’abord de leur phase thermodynamique, c’est-à-dire s’ils sont constitués d’eau liquide ou glacée. Les nuages hauts et froids, de type cirrus, sont constitués de cristaux de glace tandis que ceux de basse altitude, plus chauds, sont formés de gouttelettes d’eau liquide. L’albédo des nuages varie aussi selon leur épaisseur et leur structure. Cette dernière peut être homogène et stratifiée (dans le cas des stratus, par exemple) ou au contraire très hétérogène et morcelée comme pour les cumulus. Ainsi, les nuages de glace de haute altitude, généralement fins et semi-transparents, présentent un albédo variant entre 0,1 et 0,4. Quant aux nuages bas constitués d’eau liquide, ils ont généralement un albédo plus élevé, compris entre 0,4 et 0,8. Les nuages à fort développement vertical, tels que les cumulonimbus, présentent un albédo très élevé (pouvant atteindre 0,9) compte tenu de leur épaisseur importante et de la grande quantité de glace se trouvant à leur sommet.

Les aérosols, petites particules solides ou liquides en suspension dans l’air, jouent également un rôle très important sur l’albédo planétaire. Tout d’abord, ils ont un effet direct puisqu’ils ont la capacité de diffuser le rayonnement selon leur taille, leur forme et leur composition chimique. Ils peuvent aussi recouvrir les nuages et ainsi modifier leur développement. C’est l’effet dit semi-direct. Enfin, la formation des gouttelettes et cristaux des nuages nécessite la présence de petites particules, appelées noyaux de condensation, et les aérosols peuvent ainsi avoir une influence sur la formation et la durée de vie des nuages, connue sous le nom d’effet indirect.

En étant à l’origine d’environ 60 % de l’albédo planétaire, les nuages et les aérosols ont donc un effet majeur sur celui-ci. Les propriétés microphysiques (phase liquide ou glace du nuage, taille et concentration des gouttelettes et cristaux, forme des cristaux, etc.) et macrophysiques (couverture et structure nuageuses, altitude du sommet et de la base du nuage) des nuages étant très variables dans le temps et l’espace, l’estimation de leur albédo à l’échelle[...]

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