Comment l’augmentation de la pollution de l'air aggrave les cas de sécheresse et d’inondations

Une étude de l'Université de Jérusalem et l'Université du Maryland démontre comment l’augmentation de la pollution de l'air aggrave les cas de sécheresse et d’inondations.

L'augmentation de la pollution atmosphérique et d'autres matières particulaires dans l'atmosphère peut fortement affecter le développement des nuages de manière à réduire les précipitations dans les régions fraîches et relativement sèches, comme Israël en hiver, mais peut également augmenter la pluie et l'intensité de sévères tempêtes dans les régions chaudes et humides comme la partie orientale des États-Unis pendant l'été.

La recherche fournit des preuves claires sur la façon dont les aérosols – la suie, la poussière et autres particules fines dans l'atmosphère - peuvent affecter les conditions météorologiques et climatiques. Les résultats ont des implications importantes sur la disponibilité, la gestion et l'utilisation des ressources en eau dans les régions non seulement en Israël mais partout dans le monde, disent les chercheurs.

A l’aide de données atmosphériques recueillies sur 10 ans aux États-Unis par le Great Southern Plains Research dans l'Oklahoma (Centre géré par le département américain de  mesure des radiations atmosphériques de l’énergie), les chercheurs ont découvert, pour la première fois, l'impact sur le long terme des aérosols sur la hauteur et l’épaisseur des nuages et les changements qui en résultent dans la fréquence des précipitations et l'intensité.

Cette étude a confirmé et a montré l'importance de la théorie développée par le Professeur Daniel Rosenfeld de l'Université hébraïque de Jérusalem dans ses études précédentes. Une nouvelle étude, récemment publiée dans la revue Nature - Geoscience a été préparée conjointement par le professeur Rosenfeld, le Prof Zhanqing Li et Feng Niu et Yanni Ding de l'Université du Maryland; Fan Jiwen du Pacific Northwest National Laboratory, et Yangang Liu, du Brookhaven National Laboratory, NY.

Les résultats ont des implications politiques importantes sur la gestion durable des ressources en eau, en particulier dans les régions sensibles aux cas de sécheresse et d’inondations. L'augmentation du nombre de constructions  de centrales électriques, les développements industriels, ainsi que l'urbanisation, s’accompagnent de hausses de la pollution dont les impacts négatifs sur les conditions météorologiques et le climat peuvent réduire à néant les gains économiques.

Les aérosols, les minuscules particules solides ou liquides en suspension dans l'air, notamment des particules de suie, de poussière et de sulfate sont généralement ce à quoi nous pensons lorsque l’on évoque la pollution de l'air. Les aérosols sont, par exemple,  le résultat de la combustion de combustibles fossiles, de procédés industriels et agricoles, et de combustion accidentelle ou délibérée de champs et de forêts. Ils peuvent être dangereux pour la santé humaine et l'environnement.

Les aérosols affectent également la microphysique des nuages, car ils servent de noyaux autour desquels les gouttelettes d'eau ou particules de glace se forment. Ces deux processus peuvent affecter les propriétés des nuages et des précipitations. Différents procédés peuvent travailler en harmonie ou en décalage les uns des autres, conduisant à une interprétation complexe encore peu concluante sur leur effet à long terme.

"Lorsque l'air monte, la vapeur d'eau se condense en particules d'aérosol pour former des gouttes de nuage. Dans de l’air propre,  les gouttes de nuage sont plus grandes car moins nombreuses et ont de meilleures chances de collision pour former des gouttes de pluie importantes. Dans l'air pollué, les gouttes sont plus petites. Elles flottent dans l'air et sont lentes à se fondre en gouttes de pluie" explique le professeur Rosenfeld.

"Avec une petite quantité d'humidité, la plupart des gouttelettes ne deviennent jamais assez grosses pour résulter en des précipitations efficaces. La pluie qui est retenue dans des nuages pollués gèle à des altitudes élevées pour former des cristaux de glace ou même de la grêle. L'énergie libérée par la congélation permet aux nuages de grandir et de créer des particules de glace qui produisent des grandes précipitations plus intenses. Cela explique pourquoi la pollution atmosphérique peut aggraver la sécheresse et les inondations », a déclaré Rosenfeld.

Cela peut expliquer en partie  la découverte de Rosenfeld dans une autre étude  faisant état d’orages convectifs plus sévères au cours de l'été en semaine par rapport aux week-ends dans l’est des Etats-Unis, étant donné que davantage de pollution est émise pendant la semaine de travail que durant le week-end.

Cette recherche a été soutenue par le ministère de l'Énergie, la NASA, la National Science Foundation et le ministère chinois de la Science et de la technologie.