Nuages et réchauffement : Pourquoi les modèles climatiques sous-estiment l'emballement de l'Arctique

Clouding the forecast: Why so many climate models are wrong about rate of Arctic warming

Nuages et réchauffement : Pourquoi les modèles climatiques sous-estiment l'emballement de l'Arctique

20 mai 2025 - Une étude révolutionnaire de l'Université de Kyushu révèle pourquoi les prévisions climatiques actuelles échouent à capturer la rapidité du réchauffement arctique. Les nuages, souvent négligés dans les modèles, seraient la clé de ce mystère scientifique. Cet article, édité par Gaby Clark et relu par Robert Egan, suit le processus de validation de Science X.

L'Arctique, l'une des régions les plus froides du globe, se réchauffe trois à quatre fois plus vite que la moyenne mondiale. Pourtant, les modèles climatiques peinent à expliquer cette accélération. Momoka Nakanishi, doctorante, et le professeur Takuro Michibata de l'Université de Kyushu ont identifié le coupable : les nuages mixtes.

Ces nuages particuliers, composés à la fois de cristaux de glace et de gouttelettes d'eau surfondue, jouent un double rôle. En été arctique, ils reflètent la lumière solaire comme un parasol. En hiver, ils agissent comme une couverture, piégeant la chaleur terrestre.

"L'efficacité de ce piège thermique dépend directement du ratio glace/eau dans les nuages", explique Nakanishi. "Plus il y a d'eau liquide, mieux la chaleur est retenue. Or la plupart des modèles surestiment la part de glace."

L'équipe a analysé 30 modèles climatiques en les comparant aux observations satellitaires de la dernière décennie. Résultat choquant : 21 modèles sur 30 surestiment considérablement la proportion de glace dans les nuages hivernaux.

"Ces modèles sous-estiment donc le potentiel de réchauffement actuel des nuages hivernaux", poursuit Nakanishi. "C'est pourquoi ils ne parviennent pas à reproduire l'emballement climatique observé."

Ironie du sort : si les modèles sous-estiment le réchauffement actuel, ils le surestiment pour le futur. Cette erreur provient du "feedback d'émissivité nuageuse". Avec le réchauffement, les nuages contiennent plus d'eau liquide, amplifiant l'effet de serre.

Mais ce cercle vicieux a une limite. Quand les nuages deviennent saturés en eau, leur capacité à piéger la chaleur plafonne. Les modèles actuels, ignorant le liquide déjà présent, prévoient à tort un effet prolongé.

Ces découvertes permettront d'affiner les modèles climatiques pour mieux prédire l'évolution du réchauffement arctique. Comme l'Arctique influence les phénomènes météorologiques mondiaux, cela améliorera aussi les prévisions d'événements extrêmes.

"L'incertitude majeure de nos prévisions vient des nuages", conclut Michibata. "Corriger ces modèles est crucial, non seulement pour l'Arctique, mais pour comprendre leurs répercussions globales."

Référence : Momoka Nakanishi et al, Ocean-Land-Atmosphere Research (2025). DOI : 10.34133/olar.0089 Fourni par l'Université de Kyushu

Sai lệch đáng báo động: Lý do các mô hình khí hậu không dự đoán đúng tốc độ ấm lên ở Bắc Cực

Bắc Cực - một trong những nơi lạnh giá nhất Trái Đất - đang ấm lên nhanh gấp 3-4 lần mức trung bình toàn cầu, nhưng các mô hình khí hậu hiện tại không thể lý giải được tốc độ này. Nghiên cứu mới từ Đại học Kyushu (Nhật Bản) chỉ ra rằng mây hỗn hợp chính là thủ phạm khiến các dự báo sai lệch.

Công bố ngày 20/5/2025 trên tạp chí Ocean-Land-Atmosphere Research, nghiên cứu của nghiên cứu sinh Momoka Nakanishi và Phó giáo sư Takuro Michibata phát hiện 21/30 mô hình khí hậu đánh giá quá cao tỷ lệ băng so với nước lỏng trong mây Bắc Cực mùa đông. Chính sự thiếu chính xác này khiến các mô hình không dự đoán đúng mức độ ấm lên hiện tại.

Mây hỗn hợp ở Bắc Cực chứa cả tinh thể băng và giọt nước siêu lạnh. Vào mùa hè, chúng như chiếc ô che nắng, phản xạ ánh sáng mặt trời. Nhưng trong mùa đông tối dài, chúng lại hoạt động như tấm chăn giữ nhiệt từ bề mặt Trái Đất. 'Khả năng giữ nhiệt phụ thuộc vào tỷ lệ băng-nước lỏng. Càng nhiều nước lỏng, mây càng giữ nhiệt tốt hơn', Nakanishi giải thích.

Nghiên cứu so sánh 30 mô hình khí hậu với dữ liệu vệ tinh quan sát mây Bắc Cực thập kỷ qua. Các mô hình thiên về băng không tính toán đúng khả năng giữ nhiệt của mây mùa đông, dẫn đến đánh giá thấp tốc độ ấm lên hiện tại. Tuy nhiên, nghịch lý là chúng lại dự đoán quá mức mức độ ấm lên trong tương lai.

Nguyên nhân nằm ở 'phản hồi độ phát xạ mây'. Khi Bắc Cực ấm lên, mây chuyển từ chủ yếu là băng sang nhiều nước lỏng hơn, tăng khả năng giữ nhiệt và tạo vòng lặp phản hồi dương. Nhưng quá trình này có giới hạn - khi mây đạt trạng thái 'vật đen' (hấp thụ và phát xạ nhiệt tối đa), sự ấm lên thêm sẽ ít tác động.

Do nhiều mô hình đánh giá thấp lượng nước lỏng hiện có trong mây, chúng giả định sự thay đổi lớn hơn sẽ xảy ra. Kết quả là chúng dự đoán hiệu ứng giữ nhiệt trong tương lai mạnh hơn và kéo dài hơn thực tế. 'Sự không chắc chắn lớn nhất trong dự báo đến từ mây', Michibata nhấn mạnh. 'Hiệu chỉnh các mô hình này là cần thiết không chỉ cho Bắc Cực mà còn để hiểu tác động đến thời tiết và biến đổi khí hậu toàn cầu'.

Nghiên cứu này có thể giúp cải thiện độ chính xác của các mô hình khí hậu trong việc thể hiện tỷ lệ băng-nước lỏng trong mây, từ đó đưa ra dự báo chính xác hơn về tốc độ ấm lên hiện tại và tương lai ở Bắc Cực. Vì khí hậu Bắc Cực đóng vai trò quan trọng trong hình thành các kiểu thời tiết ở vĩ độ trung bình, những phát hiện này cũng có thể giúp dự báo chính xác hơn các hiện tượng thời tiết cực đoan ở những khu vực đó.

Thông tin nghiên cứu chi tiết được công bố trong bài báo 'How Does Cloud Emissivity Feedback Affect Present and Future Arctic Warming?' của Momoka Nakanishi và Takuro Michibata trên tạp chí Ocean-Land-Atmosphere Research (2025).