Qu'est-ce que l'albédo terrestre et pourquoi diminue-t-il ?

Le miroir qui refroidit la planète

Chaque seconde, le Soleil inonde la Terre d'environ 340 watts d'énergie par mètre carré. Tout ne reste pas. Environ 30 % rebondissent directement dans l'espace, réfléchis par les nuages, les calottes glaciaires, les déserts et autres surfaces brillantes. Les scientifiques appellent cette réflectivité albédo, du mot latin signifiant « blanc ». C'est l'un des chiffres les plus importants de la science du climat, et il diminue.

Comment fonctionne l'albédo

L'albédo est exprimé sur une échelle de 0 à 1. Une surface parfaitement noire qui absorbe toute la lumière incidente obtient un score de 0 ; une surface parfaitement blanche qui réfléchit tout obtient un score de 1. La neige fraîche réfléchit jusqu'à 90 % de la lumière du soleil (albédo ~0,9). L'océan ouvert, en revanche, absorbe plus de 90 % (albédo ~0,06). Les forêts se situent autour de 0,15, tandis que les déserts varient de 0,3 à 0,4.

L'albédo planétaire de la Terre, c'est-à-dire la moyenne sur toutes les surfaces, les océans et les couches nuageuses, oscille autour de 0,30, ce qui signifie qu'environ 30 % du rayonnement solaire incident est réfléchi. Les 70 % restants sont absorbés, réchauffant l'atmosphère, la terre et les mers. Même un infime changement dans cet équilibre entraîne d'énormes changements d'énergie sur toute la planète.

Comment les scientifiques le mesurent

Deux méthodes complémentaires permettent de suivre la réflectivité de la Terre. Les instruments CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System) de la NASA, qui volent à bord de satellites tels que Terra, Aqua et Suomi-NPP, utilisent des radiomètres à balayage pour mesurer l'énergie des ondes courtes réfléchies deux fois par jour sur de petites zones du globe. Parallèlement, les observations de la lumière cendrée au sol, initiées à l'observatoire solaire de Big Bear en Californie, mesurent la faible lueur du côté obscur de la Lune, qui est la lumière du soleil réfléchie par la Terre et renvoyée. La lumière cendrée étant une mesure relative, elle évite les dérives d'étalonnage qui peuvent affecter les capteurs des satellites au fil des décennies.

La boucle de rétroaction glace-albédo

L'importance de l'albédo pour le climat repose sur une puissante boucle de rétroaction positive. Lorsque les températures augmentent, la neige et la glace fondent, exposant des terres ou des océans plus sombres en dessous. Ces surfaces sombres absorbent plus de chaleur, ce qui fait fondre davantage de glace, ce qui réduit encore l'albédo, et ainsi de suite. Cette rétroaction glace-albédo est l'une des raisons pour lesquelles l'Arctique se réchauffe environ deux à quatre fois plus vite que la moyenne mondiale.

L'inverse s'applique également : pendant les périodes glaciaires, l'expansion des glaciers a augmenté l'albédo de la Terre, a réfléchi davantage de lumière solaire et a renforcé le refroidissement. Le mécanisme fonctionne dans les deux sens, amplifiant toute tendance de température déjà en cours.

Les nuages : le facteur le plus important

Alors que la fonte des glaces polaires fait la une des journaux, une étude publiée dans Science fin 2024 a révélé une surprise : la couverture nuageuse de basse altitude, et non la glace, est le principal moteur de la récente diminution de l'albédo. L'étude a révélé que 85 % de la baisse de l'albédo planétaire depuis 2020 provenait d'une diminution du nombre de nuages de basse altitude, en particulier au-dessus de l'Atlantique Nord et des océans tropicaux. L'année 2023 a connu environ 1,5 % de nuages bas en moins que la moyenne historique, ce qui a permis à beaucoup plus d'énergie solaire d'atteindre la surface.

Sans la diminution de l'albédo qui a commencé vers décembre 2020, les chercheurs estiment que la température moyenne mondiale en 2023 aurait été d'environ 0,23 °C plus fraîche. Ce seul facteur explique une grande partie de ce que les climatologues avaient appelé le « réchauffement inexpliqué ».

Pourquoi l'assombrissement de la Terre est important

Une étude de 2021 publiée dans Geophysical Research Letters a montré que la Terre s'est assombrie d'environ 0,5 % entre 1998 et 2017, un chiffre apparemment faible mais aux conséquences considérables. Une réflectivité moindre signifie une chaleur plus absorbée, ce qui augmente la température des océans, intensifie les tempêtes et accélère la perte de glace dans un cycle cumulatif.

La compréhension de l'albédo est essentielle pour les modèles climatiques qui projettent le réchauffement futur. Si la couverture nuageuse continue de s'amincir, un processus encore mal compris, le réchauffement pourrait s'accélérer au-delà des projections actuelles. Inversement, certaines propositions de géo-ingénierie visent à augmenter artificiellement l'albédo, en éclaircissant les nuages marins ou en plaçant des particules réfléchissantes dans la stratosphère, bien que de telles interventions restent controversées et non testées à grande échelle.

L'albédo de la Terre est, en fait, le cadran du thermostat de la planète. Pour l'instant, quelque chose le tourne dans le mauvais sens.