La réduction du rayonnement solaire via l’ingénierie climatique: impact de différentes techniques sur le bilan énergétique et le cycle hydrologique

Dans le cadre du changement climatique anthropique, l’utilisation de la géo-ingénierie pour manipuler le climat est envisagée. Parmi les techniques évoquées on retrouve les SRM (Gestion des radiations solaires) qui consistent à réduire la quantité de radiation solaire atteignant la surface de la Terre. Dans cette catégorie, les techniques envisagées consistent à injecter des particules de souffre dans la stratosphère, mettre des miroirs dans l’espace et modifier les nuages marins avec de l’eau salée sous forme d’aérosols.
Le but principal de cette étude est de répondre en quoi l’extension de ces trois techniques SRM produirait des climats différents. L’étude vise notamment à comparer les effets de ces pratiques sur le cycle hydrologique.

L’approche expérimentale choisie est la modélisation, pour cela les auteurs utilisent le modèle de système terrestre de l’institut Max-Planck. Ce modèle est un modèle de surface atmosphère-océan-terre tri-dimensionnel avec une stratosphère bien représentée et un cycle du carbone interactif.
La comparaison entre SRM est faite à l’aide du modèle de comparaison des projets de géo-ingénierie qui permet d’identifier des réponses régionales.
L’analyse est réalisée selon différents scénarios qui correspondent à un faisceau d’hypothèses envisagées sur l’évolution du climat et ce sur une période de 50 ans (2020-2069).

Les comparaisons sont basées sur les différences entre climats ingéniés de 2065 et climat de référence de 2020. Le résultat principal est que la réponse du cycle hydrologique dépend fortement de la technique SRM utilisée. L’augmentation des précipitations résultant de l’augmentation de la température serait surcompensée par l’utilisation d’une SRM.
Celles basées sur les aérosols induiraient une réduction deux fois supérieure à celle basée sur les miroirs. Cette différence est dût à une meilleure absorption des longueurs d’ondes par les aérosols et par l'effet de serre résultant.
Le gradient de température pole-équateur diminue dans tout les cas mais les aérosols d’eau de mer entrainent une réduction plus forte du réchauffement dans les tropiques. Cette technique génère une diminution des pluies au dessus des océans et une augmentation au dessus des terres. De plus les simulations indiquent alors un changement dans la circulation de Walker entrainant des conditions proches de la Niña.

L'article est rédigé de façon claire et logique avec de nombreuses références et les illustrations sont de qualités. On remarque un financement de la commission européenne bien qu'il n'y ait pas de conflit d'intérêts apparent.
On note que cette étude n'utilise qu'un seul modèle et un scénario de changement climatique plutôt modéré mais cela ne change pas l'aspect qualitatif des résultats. De plus les nombreuses approximations impliquées par l'utilisation de modèles, de scénarios et d'estimations entrainent un phénomène de bruit limitant la lecture des résultats à des échelles réduites, notamment régionale.
Enfin l'étude n'est pas réalisée sur le long terme, ce qui empêche d'apporter des conclusions plus précises sur la pertinence des techniques SRM dans le temps.

Des études avaient été réalisées sur les effets des SRM mettant en évidence des caractéristiques de réduction du gradient de température pole-équateur et une diminution globale des précipitations. Cependant dans de nombreux cas et notamment à une échelle régionale les résultats différaient selon les modèles utilisés.
Par ailleurs, jusqu’à présent les études étaient centrées sur une technique ou dans certains cas sur une comparaison d’échelle. Elles ne permettaient donc pas la comparaison entre SRM et peu d’études s’intéressaient à l’impact de ces différentes techniques.
Les résultats mettent ici en évidence les effets des techniques SRM sur des paramètres plus larges que la seule température, en particulier sur le cycle hydrologique. De plus les effets primaires et secondaires des SRM apparaissent clairement différents selon la technique considérée. Enfin on approche les disparités à l'échelle régionale de façon plus fiable, ce qui met en évidence des régions plus ou moins impactées.

Les auteurs rappellent la difficulté de détection des effets d'un SRM dans la réalité. La dépendance à ces techniques est aussi abordée puisque un arrêt abrupt de SRM entrainerait un changement climatique rapide. Enfin les auteurs soulignent que des problèmes importants d'ordre politique, légal et technique sont liés à l'utilisation des techniques SRM.