La Chine accélère le réchauffement mondial en assainissant son air

La lutte de la Chine pour un air plus pur et le paradoxe du réchauffement

La Chine a transformé la qualité de son air à un rythme et à une échelle qui trouvent peu de précédents dans l’histoire. En une dizaine d’années environ, les autorités ont limité la pollution au soufre provenant des centrales électriques, de l’industrie et des véhicules, réduisant considérablement les suies et les brumes de sulfates qui étouffaient autrefois les villes. Les bénéfices sanitaires sont importants : les maladies respiratoires et cardiovasculaires ont reculé et l’espérance de vie a augmenté. Mais cette réussite en matière de santé publique a introduit un effet inattendu sur le climat. En éliminant les particules qui réfléchissent la lumière du soleil et éclaircissent les nuages, la Chine a aussi supprimé un écran refroidissant qui masquait une partie du réchauffement dû aux gaz à effet de serre. Selon un nombre croissant d’études, il en résulte une accélération récente du rythme du réchauffement mondial.

Après prise en compte de la variabilité naturelle, les scientifiques estiment que le rythme du réchauffement est passé d’environ 0,18 °C par décennie depuis les années 1970 à près de 0,24 °C par décennie depuis 2010. Plusieurs études de modélisation désignent les fortes baisses des sulfates en Asie de l’Est, principalement dues à la Chine, comme un facteur clé de cette accélération. Une analyse internationale estime que l’assainissement de l’air en Asie de l’Est a ajouté environ 0,07 °C aux températures mondiales, tandis qu’une autre évaluation attribue l’essentiel de l’accélération récente du réchauffement à la réduction des aérosols en Chine. Les conclusions diffèrent par leur méthode et leur portée, et certains résultats sont encore en cours d’évaluation par les pairs, mais le message central concorde avec des décennies de physique du climat. Les aérosols refroidissent la planète tant qu’ils restent dans l’atmosphère. Lorsqu’ils sont éliminés rapidement, celle-ci se réchauffe temporairement plus vite, car le signal sous-jacent des gaz à effet de serre se fait davantage sentir.

Les mesures pour améliorer la qualité de l’air n’ont pas créé ce réchauffement : elles ont révélé un réchauffement déjà présent dans le système. Les mesures prises par la Chine contre le dioxyde de soufre et les particules fines ont sauvé des vies et amélioré le quotidien. Le défi climatique qu’elles mettent en lumière rappelle que la réduction du dioxyde de carbone et du méthane doit suivre le rythme des progrès en matière de qualité de l’air si le monde veut limiter le réchauffement à long terme.

Qu’est-ce qui a changé en Chine depuis 2013 ?

Après une crise du smog en 2013, Pékin et d’autres villes ont subi une forte pression de l’opinion publique pour agir. La Chine a lancé un vaste programme d’amélioration de la qualité de l’air. Les centrales à charbon se sont équipées de dispositifs de désulfuration des fumées, l’industrie a adopté des procédés plus propres et les villes ont renforcé les règles sur les émissions des véhicules et la qualité des carburants. Des campagnes de mise au rebut et de modernisation ont ciblé les petites chaudières très polluantes. Dans certaines régions, les centrales électriques sont passées à un charbon moins soufré ou au gaz naturel, tandis que les autorités ont renforcé la surveillance et l’application des règles.

Ces mesures ont fait chuter les émissions de dioxyde de soufre. Selon les estimations, elles ont diminué d’environ 70 à 75 % au cours de la dernière décennie, passant de plus de 20 millions de tonnes au début des années 2010 à quelques millions de tonnes ces dernières années. La baisse des sulfates, qui constituent une part importante de la brume urbaine, est visible dans les observations satellitaires et les relevés au sol. Les bénéfices pour la santé publique sont considérables. Des recherches antérieures suggèrent que l’amélioration de la qualité de l’air en Chine permet aujourd’hui d’éviter chaque année des centaines de milliers de décès prématurés, en particulier chez les personnes âgées et celles qui souffrent de maladies cardiaques ou pulmonaires.

Le redressement de la qualité de l’air en Chine a été salué à l’échelle internationale. Pour les habitants de Pékin, Shanghai et de nombreuses capitales provinciales, la différence dans la couleur du ciel et la netteté de l’horizon est manifeste. Les progrès environnementaux sont réels et précieux.

Comment les aérosols refroidissent la planète et pourquoi leur élimination révèle la chaleur masquée

Les aérosols sont de minuscules particules en suspension dans l’air. Certains sont d’origine naturelle, comme le sel marin et les poussières. Beaucoup sont produits par l’activité humaine, notamment les sulfates qui se forment à partir du dioxyde de soufre libéré par la combustion du charbon et du pétrole. Ils influencent le climat de deux façons principales. Premièrement, les particules d’aérosols diffusent et réfléchissent la lumière du soleil vers l’espace, ce qui réduit l’énergie atteignant la surface. Deuxièmement, elles modifient les nuages. En servant de noyaux de condensation aux gouttelettes, les aérosols tendent à former des nuages composés de gouttelettes plus nombreuses et plus petites, qui sont plus brillants et persistent plus longtemps. Ces nuages réfléchissent davantage la lumière du soleil et refroidissent donc la surface située en dessous.

Le refroidissement dû aux aérosols est réel, mais temporaire. Ces particules retombent généralement de l’atmosphère en quelques jours à une semaine et doivent être continuellement renouvelées pour maintenir leur effet d’écran. Les gaz à effet de serre se comportent différemment. Le dioxyde de carbone peut persister dans l’atmosphère pendant des siècles. Le méthane y reste environ une décennie. Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat a estimé que les aérosols ont masqué une part importante du réchauffement causé par l’activité humaine. Lorsque les pays assainissent l’air pour des raisons sanitaires, cet écran s’amenuise et les relevés des thermomètres font apparaître pleinement l’effet des gaz à effet de serre.

Ce que montrent les dernières études sur l’accélération du réchauffement

Plusieurs équipes ont utilisé des modèles climatiques avancés pour isoler l’effet des réductions d’aérosols en Asie de l’Est sur les tendances récentes des températures. Un ensemble de simulations combinant huit modèles du système terrestre conclut qu’une baisse d’environ 75 % des émissions de sulfates en Asie de l’Est a probablement ajouté près de 0,07 °C à la température moyenne mondiale. Les mêmes travaux montrent un réchauffement particulièrement marqué au-dessus de l’Asie de l’Est et dans les régions situées sous le vent, qui s’étend sur le Pacifique Nord jusqu’à l’Arctique. Une autre analyse estime que la réduction des aérosols en Chine explique une grande partie de l’accélération du réchauffement depuis 2010 environ, de l’ordre de 0,05 °C par décennie. Cette évaluation attend encore l’examen par les pairs, tandis que l’étude multimodèle a fait l’objet d’une évaluation scientifique.

Les chercheurs qui ont participé à ces travaux soulignent que les mesures pour améliorer la qualité de l’air ont révélé un réchauffement déjà provoqué par les gaz à effet de serre. L’ampleur des réductions d’aérosols et la localisation des émissions comptent. L’air au-dessus de la Chine est rapidement transporté au-dessus du Pacifique, ce qui étend le refroidissement, ou son absence, sur une vaste zone. Le changement régional des émissions a ainsi des répercussions à l’échelle mondiale.

Bjorn Samset, chercheur principal au Centre CICERO pour la recherche internationale sur le climat, qui a dirigé l’une des analyses, a déclaré que cet effet était mesurable à l’échelle de la planète.

Quand nous avons commencé à examiner les chiffres, il s’est avéré que l’effet était clairement macroscopique, et non négligeable.

Laura Wilcox, spécialiste des sciences de l’atmosphère à l’université de Reading et coauteure de l’étude multimodèle, a souligné que cette période de réchauffement plus rapide reflète un ajustement consécutif à l’assainissement de l’air, et non une hausse permanente de la sensibilité du climat.

Nous observerons une accélération du réchauffement pendant que le démasquage aura lieu.

À mesure que les niveaux d’aérosols en Asie de l’Est se stabilisent, plusieurs équipes s’attendent à ce que le rythme du réchauffement se rapproche de la tendance à plus long terme due aux gaz à effet de serre. Le calendrier et l’ampleur exacte dépendront de la vitesse à laquelle les émissions diminuent dans d’autres secteurs et régions, ainsi que de la réaction des nuages à un monde plus chaud.

Un point chaud dans le Pacifique lié à un ciel plus pur

À partir de 2013, le nord-est du Pacifique a connu un épisode de chaleur marine exceptionnel, connu sous le nom de « Blob », durant lequel les températures de surface de la mer ont grimpé jusqu’à 4 °C sur une vaste zone. Ces épisodes ont nui aux stocks de poissons, affamé les oiseaux marins, provoqué des proliférations d’algues nuisibles et modifié le comportement des mammifères marins. Le réchauffement mondial à long terme et des cycles naturels comme El Niño y ont contribué, mais ne suffisaient pas à expliquer leur intensité et leur persistance.

Une nouvelle analyse menée par des chercheurs de l’Université océanique de Chine relie une partie de ce réchauffement du Pacifique à l’assainissement spectaculaire de la pollution atmosphérique en Asie de l’Est. La réduction du refroidissement dû aux aérosols au-dessus de la Chine a réchauffé l’atmosphère sous le vent et modifié les régimes de pression. La dépression des Aléoutiennes s’est intensifiée, la vitesse des vents a diminué dans certaines parties du nord-est du Pacifique et l’océan a perdu moins de chaleur au profit de l’air. Les conditions d’un réchauffement extrême en surface étaient ainsi réunies. Ces dernières années, les données satellitaires ont mis en évidence une tendance notable au réchauffement du Pacifique Nord, qui correspond à la signature des réductions d’aérosols. D’autres facteurs ont également joué un rôle, mais ce mécanisme semble désormais constituer une pièce importante du puzzle.

Les règles maritimes et les autres réductions d’aérosols modifient les nuages

En 2020, l’Organisation maritime internationale a fixé des limites strictes à la teneur en soufre des carburants des navires, réduisant ainsi une source majeure de pollution par les aérosols en haute mer. Pendant des décennies, les voies maritimes ont formé des traînées de nuages brillants qui réfléchissaient la lumière du soleil et refroidissaient la surface de la mer. Avec des carburants plus propres, ces formations nuageuses se sont estompées et les océans situés en dessous se sont réchauffés plus rapidement. Des scientifiques ont établi un lien entre la baisse des aérosols provenant des navires et une partie de la vague de chaleur marine record dans l’Atlantique Nord. Selon les estimations, les règles maritimes ont contribué de manière notable à l’intensité de cette vague de chaleur, le reste étant lié au réchauffement dû aux gaz à effet de serre, à la variabilité naturelle et à d’autres facteurs.

Les chercheurs étudient également la possibilité que les modèles antérieurs aient sous-estimé la sensibilité des nuages aux variations des concentrations d’aérosols. Dans le même temps, la hausse des températures mondiales pourrait rendre certains nuages moins réfléchissants. Ces deux pistes indiquent que les changements d’aérosols peuvent provoquer des réactions régionales disproportionnées dans le système climatique, même lorsque les variations de la moyenne mondiale se mesurent en dixièmes de degré.

Des vies sauvées et une bataille politique autour des responsabilités

Les politiques d’amélioration de la qualité de l’air en Chine ont sauvé des vies, réduit les admissions à l’hôpital et amélioré le quotidien de centaines de millions de personnes. La santé publique était l’objectif affiché, et les bénéfices sont immédiats. Présenter l’accélération récente du réchauffement comme une raison de ralentir ou d’inverser les mesures d’assainissement de l’air revient à passer à côté de l’essentiel. Utiliser la pollution atmosphérique comme un pare-soleil protecteur reviendrait à accepter un lourd tribut pour la santé humaine.

Des universitaires et des commentateurs chinois ont contesté les discours qui désignent l’assainissement de l’air en Chine comme un problème climatique, en faisant valoir que les États-Unis et l’Europe ont réduit leurs émissions de sulfates des décennies plus tôt pour des raisons sanitaires similaires. L’ampleur et la vitesse des réductions en Asie de l’Est sont différentes, et le climat y a réagi. Cela ne change rien au principal facteur du réchauffement à long terme : l’accumulation des gaz à effet de serre. Un air plus pur a simplement rendu ce facteur plus visible.

Ce que cela implique dès maintenant pour les politiques climatiques

La leçon à court terme est simple. Les pays doivent poursuivre la lutte contre la pollution atmosphérique pour protéger la santé et accélérer en parallèle la réduction des gaz à effet de serre. Sans baisse plus rapide du dioxyde de carbone et du méthane, la disparition du refroidissement dû aux aérosols se traduira par une hausse des températures et des épisodes de chaleur plus extrêmes. La réduction du méthane est un moyen concret de modérer le réchauffement à court terme, car ce gaz est puissant et de courte durée de vie. Les programmes de détection et de réparation des fuites dans les infrastructures gazières, la récupération du méthane provenant des puits de pétrole et des mines de charbon ainsi que les restrictions sur le torchage systématique peuvent produire des résultats rapides.

De fortes réductions du dioxyde de carbone restent indispensables. Il faut pour cela déployer rapidement une électricité propre, abandonner le charbon, développer les réseaux, améliorer l’efficacité énergétique et électrifier les transports, le chauffage et certains secteurs de l’industrie. Les politiques accélérant le déploiement des énergies renouvelables, du stockage et des carburants sans émissions réduisent le besoin de compter sur les aérosols comme bouclier accidentel.

L’adaptation est également importante. Les vagues de chaleur marines auxquelles les changements d’aérosols ont contribué mettront à rude épreuve les pêcheries et les écosystèmes côtiers. Une meilleure surveillance des océans, des alertes précoces et une gestion souple des pêcheries peuvent limiter les dégâts. Des plans d’action contre la chaleur, des stratégies de rafraîchissement urbain et des infrastructures résilientes peuvent sauver des vies lors des épisodes de chaleur extrême sur les terres.

Combien de temps l’accélération pourrait-elle durer ?

Les aérosols sont rapidement éliminés de l’atmosphère. L’effet de leur disparition se déploie donc sur des échelles de temps courtes par rapport à celui des gaz à effet de serre. À mesure que les émissions en Asie de l’Est se stabiliseront à des niveaux plus faibles, le surcroît de réchauffement devrait s’atténuer et le rythme devrait revenir vers la tendance à plus long terme due aux gaz à effet de serre. Des incertitudes subsistent. Les règles maritimes de 2020 continueront d’influencer la couverture nuageuse au-dessus des océans, et d’autres régions commencent à leur tour à lutter contre la pollution atmosphérique. Les cycles naturels ajouteront leur part de fluctuations.

Samset s’attend à ce que de nouvelles réductions des aérosols en Chine aient moins d’influence, tout simplement parce que les baisses les plus importantes ont déjà eu lieu.

Il ne reste vraiment plus tant de pollution atmosphérique que cela à éliminer en Chine.

Le message général est le même dans toutes les études. Les arguments sanitaires en faveur d’un air pur restent déterminants. La nécessité de réduire profondément et rapidement les émissions de gaz à effet de serre pour le climat est plus urgente que jamais, et non moins, maintenant que l’écran des aérosols s’est aminci.

En bref

• Les émissions de dioxyde de soufre et de particules de la Chine ont diminué d’environ 70 à 75 % depuis le début des années 2010, améliorant la qualité de l’air et sauvant des vies.
• Les aérosols refroidissent la planète en réfléchissant la lumière du soleil et en éclaircissant les nuages, mais leur élimination révèle le réchauffement dû aux gaz à effet de serre.
• Des études de modélisation relient les réductions d’aérosols en Asie de l’Est à 0,07 °C de réchauffement mondial supplémentaire et à l’accélération du réchauffement depuis 2010 environ.
• Le réchauffement lié à l’assainissement de l’air est particulièrement marqué au-dessus de l’Asie de l’Est et du Pacifique Nord, et a probablement contribué aux vagues de chaleur marines.
• Les règles de 2020 sur le soufre des carburants maritimes ont réduit les aérosols au-dessus des océans, contribuant probablement au réchauffement de l’Atlantique Nord lors des récentes vagues de chaleur marines.
• L’accélération du réchauffement due à la réduction des aérosols est probablement temporaire, car ces derniers ne restent que peu de temps dans l’atmosphère.
• Les gaz à effet de serre restent le principal facteur du changement climatique à long terme ; il est donc essentiel de réduire fortement le dioxyde de carbone et le méthane.
• Les politiques d’amélioration de la qualité de l’air doivent se poursuivre pour protéger la santé, parallèlement à une décarbonation plus rapide et à des mesures ciblées contre le méthane afin de limiter la chaleur à court terme.