.Le méthane ne peut pas réchauffer la Terre autant qu'on le pensait auparavant.

Le méthane est un gaz à effet de serre avec deux personnalités. Il réchauffe l'atmosphère terrestre 28 fois plus efficacement que le dioxyde de carbone, gramme pour gramme. Mais son absorption du rayonnement solaire dans les hautes couches de l'atmosphère modifie également les schémas nuageux, ce qui atténue son effet de réchauffement.

Ainsi, au lieu d'ajouter encore plus d'énergie thermique à l'atmosphère, comme on le pensait auparavant, l'absorption solaire du méthane déclenche une cascade d'événements qui réduit son effet de réchauffement total d'environ 30 %, rapportent des chercheurs dans Nature Geoscience.

« Ce sont des résultats vraiment intéressants et importants », déclare Rachael Byrom, climatologue au Centre CICERO pour la recherche internationale sur le climat à Oslo, qui n'a pas participé à la nouvelle étude. Néanmoins, dit-elle, « le méthane reste un gaz clé que nous devons viser dans la réduction des émissions ».

Les êtres humains sont responsables de la majorité du méthane entrant dans l'atmosphère, où il aggrave le réchauffement climatique. Les concentrations de ce puissant gaz à effet de serre ont augmenté d'environ 162 % depuis l'époque préindustrielle, selon l'Administration nationale océanique et atmosphérique américaine.

Les plus grandes sources de méthane anthropique comprennent l'utilisation de combustibles fossiles, l'élevage, la riziculture, les décharges et la combustion de biomasse. Les scientifiques craignent que le réchauffement ne déclenche la fonte du pergélisol dans les régions arctiques, ce qui pourrait également entraîner une augmentation des émissions de méthane, car les microbes dans le sol consomment les matières végétales mortes et libèrent le gaz.

La concentration de méthane (CH4) dans l'atmosphère, mesurée en parties par milliard, continue d'augmenter. Le gaz absorbe le rayonnement, aggravant le réchauffement climatique.

Les gaz à effet de serre tels que le méthane exercent leur effet le plus fort en absorbant le rayonnement infrarouge « à longue » longueur d'onde émis depuis la surface de la planète. La Terre émet ce rayonnement à longue longueur d'onde lorsqu'elle est frappée par le rayonnement « à courte » longueur d'onde venant directement du soleil. La plupart des études sur les gaz à effet de serre se concentrent sur l'absorption à longue longueur d'onde.

Mais les scientifiques découvrent que les gaz à effet de serre, y compris le méthane, absorbent également une partie du rayonnement solaire à courte longueur d'onde. Des estimations récentes ont suggéré que le méthane pourrait contribuer jusqu'à 15 % d'énergie thermique supplémentaire à l'atmosphère par rapport à ce qui était précédemment pensé, en raison de cette absorption à courte longueur d'onde supplémentaire.

Cependant, la nouvelle étude révèle que l'absorption à courte longueur d'onde du méthane a l'effet inverse. Cette découverte est basée sur une analyse détaillée de l'absorption du gaz à différentes longueurs d'onde.

Le résultat est « contre-intuitif », dit le climatologue Robert Allen de l'Université de Californie à Riverside. Cela se produit en raison de la façon dont l'absorption à courte longueur d'onde du méthane affecte les nuages dans différentes couches de l'atmosphère, suggèrent les simulations d'Allen et de ses collègues.

Lorsque le méthane absorbe le rayonnement à courte longueur d'onde dans la troposphère moyenne et supérieure, au-dessus d'environ trois kilomètres, il réchauffe l'air, ce qui conduit à moins de nuages dans cette couche supérieure. Et parce que le méthane absorbe le rayonnement solaire à courte longueur d'onde en altitude, moins de ce rayonnement pénètre dans la troposphère inférieure. Cela refroidit en fait la troposphère inférieure, conduisant à plus de nuages dans cette couche.

Ces nuages plus épais de bas niveau réfléchissent plus du rayonnement solaire à courte longueur d'onde du soleil dans l'espace, ce qui signifie que moins de ce rayonnement solaire atteint la surface de la Terre pour être converti en rayonnement à longue longueur d'onde.

Pendant ce temps, les nuages de haute altitude, en plus des gaz à effet de serre, sont connus pour absorber le rayonnement à longue longueur d'onde. Ainsi, moins de ces nuages signifie que moins du rayonnement à longue longueur d'onde émis par la Terre est capté dans l'atmosphère, et plus s'échappe dans l'espace sans contribuer au changement climatique.

Avec l'absorption à courte longueur d'onde du méthane, « on peut s'attendre à un réchauffement du système climatique », déclare Allen. « Mais ces ajustements nuageux dépassent en fait le réchauffement dû à l'absorption, conduisant à un effet de refroidissement ».

Allen et ses collègues ont mené l'étude en utilisant un modèle informatique du climat de la Terre. Lorsqu'ils ont adopté l'approche traditionnelle, en ne considérant que l'absorption à longue longueur d'onde du méthane, ils ont estimé que le gaz a provoqué une hausse de température de 0,2 degré Celsius depuis l'époque préindustrielle, sur un réchauffement total de 1,06 degré Celsius. Mais lorsqu'ils ont également inclus l'absorption à courte longueur d'onde, la contribution du méthane au réchauffement est tombée à environ 0,16 degré Celsius.

Outre le réchauffement de la planète, le méthane est également censé augmenter les précipitations mondiales, en raison d'une plus grande évaporation de l'eau avec des températures plus élevées. Mais les chercheurs ont découvert que l'inclusion de l'absorption à courte longueur d'onde a également réduit l'effet de précipitation du méthane, passant d'une augmentation prévue de 0,3 % des précipitations (basée uniquement sur l'absorption à longue longueur d'onde), à une augmentation d'environ 0,18 %.

It will be important to include methane’s shortwave effects in future climate projections, says Daniel Feldman, an atmospheric scientist at the Lawrence Berkeley National Laboratory in California, who was not involved in the study. But he thinks that more work needs to be done to clarify those effects.

The new study analyzed methane’s shortwave impact using only one comprehensive model that included both the atmosphere and ocean, he says. “I would just like to see that sort of analysis done across multiple models,” increasing confidence in the results.