Réponse moyenne de la température de l’air près de la surface au méthane, se désintègre uniquement aux effets des ondes courtes. Crédit : Robert Allen/UCR
Forts effets de gaz à effet de serre : un peu moins qu’on ne le pensait auparavant.
Les chercheurs de l’UC Riverside ont découvert que le méthane emprisonne non seulement la chaleur dans l’atmosphère, mais crée également des nuages froids qui compensent 30% de la chaleur. L’absorption du méthane de l’énergie des ondes courtes provoque de manière réversible un effet de refroidissement et réduit l’augmentation des précipitations de 60 %. Ce résultat souligne la nécessité d’intégrer tous les effets connus des gaz à effet de serre dans les modèles climatiques.
La plupart des modèles climatiques ne tiennent pas compte de la nouvelle découverte de l’Université de Californie à Riverside : le méthane emprisonne une grande quantité de chaleur dans l’atmosphère terrestre, mais il crée également des nuages froids qui compensent 30 % de la chaleur.
Les gaz à effet de serre tels que le méthane créent une sorte de couverture dans l’atmosphère, emprisonnant la chaleur de la surface de la Terre, appelée énergie à ondes longues, et l’empêchant d’émettre dans l’espace. Cela rend la planète plus chaude.
« La couverture ne génère pas de chaleur à moins qu’elle ne soit électrique. Vous vous sentez au chaud parce que la couverture bloque la capacité de votre corps à envoyer sa chaleur dans l’air. C’est le même concept », a expliqué Robert Allen, professeur adjoint de géosciences à l’UCSD.
En plus d’absorber l’énergie des ondes longues, il s’avère que le méthane absorbe également l’énergie du soleil, connue sous le nom d’énergie des ondes courtes. « Cela devrait réchauffer la planète », a déclaré Allen, qui a dirigé le projet de recherche. « Mais contrairement à ce qui était attendu, l’absorption des ondes courtes favorise les changements de nuages qui ont un léger effet de refroidissement. »
Réponse moyenne de la température de l’air près de la surface au méthane, un décomposeur des (a) effets des ondes longues et des ondes courtes ; (b) effets d’ondes longues uniquement ; et (c) uniquement les effets d’ondes courtes. Crédit : Robert Allen/UCR
Cet effet est détaillé dans la revue NASA Goddard Space Flight Center and the University of Maryland, Baltimore County.
Methane changes this equation. By holding on to energy from the sun, methane is introducing heat the atmosphere no longer needs to get from precipitation.
Additionally, methane shortwave absorption decreases the amount of solar radiation reaching Earth’s surface. This in turn reduces the amount of water that evaporates. Generally, precipitation and evaporation are equal, so a decrease in evaporation leads to a decrease in precipitation.
“This has implications for understanding in more detail how methane and perhaps other greenhouses gases can impact the climate system,” Allen said. “Shortwave absorption softens the overall warming and rain-increasing effects but does not eradicate them at all.”
The research team discovered these findings by creating detailed computer models simulating both longwave and shortwave methane effects. Going forward, they would like to conduct additional experiments to learn how different concentrations of methane would impact the climate.
Scientific interest in methane has increased in recent years as levels of emissions have increased. Much comes from industrial sources, as well as from agricultural activities and landfill. Methane emissions are also likely to increase as frozen ground underlying the Arctic begins to thaw.
“It’s become a major concern,” said Xueying Zhao, UCR Earth and planetary sciences Ph.D. student and study co-author. “We need to better understand the effects all this methane will bring us by incorporating all known effects into our climate models.”
Kramer echoes the need for further study. “We’re good at measuring the concentration of greenhouse gases like methane in the atmosphere. Now the goal is to say with as much confidence as possible what those numbers mean to us. Work like this gets us toward that goal,” he said.
Reference: “Surface warming and wetting due to methane’s long-wave radiative effects muted by short-wave absorption” by Robert J. Allen, Xueying Zhao, Cynthia A. Randles, Ryan J. Kramer, Bjørn H. Samset and Christopher J. Smith, 16 March 2023, Nature Geoscience.
DOI: 10.1038/s41561-023-01144-z
