Catégorie : Pluies

Cultures bioénergétiques et recyclage de l’eau dans l’atmosphère

On 27 novembre 2024

dans Climat, Forêt, Génie écologique, Hydrologie Régénerative, Nuages, Pluies

Les plantes pérennes cultivées à des fins de bioénergie peuvent rapporter autant d’eau qu’elles en consomment !

Une étude menée par des chercheurs français et chinois, parmi lesquels Philippe Ciais, et publiée en 2023 dans la revue Nature, met en lumière l’existence d’un phénomène de rétroaction climatique en lien avec certaines cultures bioénergétiques.

Promue notamment par le GIEC, la bioénergie avec capture et stockage du carbone (BECCS) remplit en théorie une double fonction d’élimination du CO2 et d’approvisionnement en bioénergie. Sans porter de jugement sur cette technologie, ce qui nous intéresse ici est qu’elle repose sur la culture de plantes pérennes, arbres ou herbacées, et pas sur des plantes annuelles.

Si leur irrigation implique une certaine consommation d’eau, ces plantes pérennes la redistribuent abondamment, en la drainant dans le sol par les racines et en l“évapotranspirant dans l’atmosphère. La plantation massive de ce type de végétaux pourrait donc avoir un impact direct sur le cycle global de l’eau. L’étude aborde frontalement cette problématique en proposant un modèle pour prédire les effets que pourrait générer le déploiement à grande échelle de la technologie BECCS.

En l’occurrence, les chercheurs ont tenté d’obtenir des « représentations explicites » des impacts sur le cycle de l’eau de deux types distincts de monocultures bioénergétiques : d’une part des plantes ligneuses à forte transpiration (eucalyptus) et d’autre part des plantes herbacées à plus faible transpiration (panic raide ou switchgrass).

Dans les deux cas, les résultats obtenus indiquent un effet positif sur le recyclage de l’eau dans l’atmosphère. Les simulations réalisées dans le cadre de cette étude montrent en effet que « les précipitations terrestres mondiales augmentent dans les scénarios BECCS, en raison de l’évapotranspiration accrue et de l’advection (déplacement horizontal) d’humidité intérieure ».

Les auteurs concluent que « l’augmentation des précipitations terrestres à l’échelle mondiale, due aux rétroactions atmosphériques des cultures bioénergétiques à grande échelle, pourrait compenser partiellement la consommation d’eau de ces cultures bioénergétiques pluviales à l’échelle mondiale » et recommandent « une évaluation plus complète, incluant les effets biophysiques de la culture de la bioénergie ».

Cette étude illustre en tout cas de manière éclatante le rôle crucial joué par les espèces végétales dans le cycle de l’eau. Loin d’être négligeable, ce dernier est tout simplement moteur dans le recyclage des ressources hydriques à l’échelle de la planète. Ce constat est un argument de plus en faveur des projets d’intensification végétale, comme celui que nous promouvons entre les Pyrénées et le Massif Central.

Un grand merci à Philippe Ciais pour nous avoir orienté vers ces travaux !

Les bioaérosols et la pluie

de Roméo Teyssier Dumont

On 27 novembre 2024

dans Climat, Génie écologique, Nuages, Pluies

🦠🍄🌧️ Connaissez-vous les bactéries déclencheuses de pluie ? 🌧️🍄🦠

L’image provient d’une « rencontre avec Pierre Amato«

Les interactions entre les composés organiques volatiles émis par les plantes et les arbres et l’ennuagement et le déclenchement des pluies sont de mieux en mieux documentées.

Les nuages se forment lorsque des gouttelettes d’eau se condensent autour de minuscules particules, les noyaux de condensation. Les arbres et végétaux émettent dans l’air des sesquiterpènes et des spores qui agissent comme noyaux de condensation. Ils permettent donc aux gouttelettes d’eau de se former et grossir, avant de précipiter.

Les bioaérosols sont importants pour la formation des nuages. En effet, les émissions de soufre et d’autres substances polluantes diminuent, ce qui est positif.Toutefois, elles sont un vecteur d’ennuagement. Une meilleure compréhension du rôle des agents organiques d’ensemencement est donc essentielle pour affiner les modèles climatiques et soutenir le régime des pluies. A contrario, les fragments de certains pollens (ambroisie et ivraie) conduisent à la formation d’un type de nuage ne produisant pas de pluies.

Parmi les promoteurs de l’agroécologie et des solutions fondées sur la nature, le lien entre végétation, composés organiques volatiles et pluie est notamment connu grâce aux travaux de Cindy Morris, directrice de Recherche à l’INRAE [1], [2], autour de la bactérie pseudomonas syringae. Ce “chancre bactérien” infecte arbres et plantes. En étudiant ses effets pathogènes, la chercheuse s’est aperçue de son importance dans le déclenchement des pluies et donc sur le cycle de l’eau.

En effet, cette bactérie a une propriété glaçogène. En été, elle catalyse la pluie malgré une température élevée, et provoque donc des précipitations. Cette bactérie abaisse le point de nucléation, donc l’altitude à laquelle l’eau à besoin de monter pour refroidir et précipiter, de façon très significative. Cindy Morris parle de “plancton aérien”.

Pour décrire ce phénomène, le terme de “bioprécipitation” a été inventé dans les années 1980. Les physiciens étaient initialement hostiles à cette approche, mais le facteur biologique est désormais accepté, même s’il est insuffisamment pris en compte.

Actuellement, la présence de cette bactérie dans l’eau est étudiée. Cindy Morris participe également à l’évaluation de la dissémination de la bactérie à longue distance. Toutefois, il est compliqué de quantifier la quantité de particules microbiennes dans les flux d’air.

Malgré les difficultés pour prendre en compte ces facteurs dans l’aménagement du territoire et du paysage, c’est un axe très prometteur. L’aménagement du territoire, et les choix végétaux liés, ont des impacts climatiques bien plus importants que ce qui est communément admis. Il est temps de porter ce sujet dans la sphère publique, afin que tout aménagement territorial, grand ou petit, prenne en compte ces impacts climatiques.

Enfin, l’éradication de ce chancre bactérien, pour préserver les cultures, pourrait diminuer la pluviométrie.

La pluie ne connait pas les frontières politiques

de Roméo Teyssier Dumont

On 20 novembre 2024

dans Climat, Génie écologique, Nuages, Pluies

🌧️🇨🇳 La pluie en Chine dépend-elle de la façade Atlantique française ? 🇫🇷🌳

Les écosystèmes sont interdépendants. La pluie n’a que faire de nos frontières politiques.

Ainsi, l’étude “Origin and fate of atmospheric moisture”, de Rudi J. van der Ent et al., parue en 2010, examine les dynamiques de l’humidité atmosphérique afin de comprendre dans quelle mesure les précipitations continentales dépendent du recyclage de l’humidité.

Ainsi, “l’humidité qui s’évapore du continent eurasien est responsable de 80 % des ressources en eau de la Chine. En Amérique du Sud, le bassin du Río de la Plata dépend de l’évaporation de la forêt amazonienne pour 70 % de ses ressources en eau. La principale source de précipitations dans le bassin du Congo est l’humidité évaporée sur l’Afrique de l’Est, en particulier dans la région des Grands Lacs. Le bassin du Congo, à son tour, constitue une source majeure d’humidité pour les précipitations au Sahel.”

On le voit, les interdépendances sont multiples à l’échelle globale et le cycle de l’eau dépend étroitement du recyclage des précipitations continentales. Compte-tenu de l’importance de la végétation dans le processus de recyclage des précipitations, on comprend aisément que les projets de boisement et de restauration écologique dans une région donnée vont impacter directement la pluviométrie de zones plus ou moins proches. Et a contrario, modifier massivement l’usage du sol (c-a-d raser des forêts, retourner des prairies permanentes ou drainer des zones humides) aura des impacts critiques dans des zones situées sous le vent.

La carte illustrant ce post, issue de l’étude, démontre ce caractère critique pour une grande partie de l’Amérique du Sud, mais surtout pour l’est de l’Eurasie. Ainsi, la Mongolie, pays fortement enclavé, dépend presque entièrement du recyclage des précipitations.

Peut-être serait-il temps que les États se saisissent de ce sujet de manière transnationale. Plusieurs grandes agences de l’ONU sont déjà sensibilisées à ces interdépendances, mais il est souhaitable qu’une agence dédiée soit créée pour gérer cette thématique, où considérations locales et globales sont en étroite dépendance.

L’Autoroute de la Pluie s’affaire à médiatiser ce sujet, à marteler l’importance de la photosynthèse pour éviter les sécheresses. Nous souhaitons participer à déployer des corridors végétaux à large échelle pour renforcer les réseaux de recyclage de l’humidité atmosphérique.

Pour cela, nous avons besoin de toutes les forces vives. Pensez-vous qu’une telle approche, profondément proactive et positive, peut voir le jour rapidement ?

🌴🪓 La déforestation de l’Amazonie risque d’affaiblir profondément le régime des pluies en Amérique du Sud. ☁️☀️

de joris

On 30 mai 2024

dans Climat, Nuages, Pluies

Une étude parue le 4 octobre 2023 tire une nouvelle fois la sonnette d’alarme à propos des conséquences désastreuses de la déforestation de l’Amazonie. Les auteurs, Niklas Boers (Potsdam Institute for Climate Impact Research) et Nils Bochow (The Arctic University of Norway), ont examiné les interactions entre déforestation et disponibilité en eau (humidité des sols, précipitations et évapotranspiration). Ils ont utilisé pour cela “un modèle dynamique non linéaire du transport et du recyclage de l’humidité à travers l’Amazonie pour identifier plusieurs signaux précurseurs d’une transition critique dans la dynamique couplée atmosphère-végétation.” Il ressort de cette analyse que le régime de “mousson sud-américain” risque de s’interrompre, menaçant par là même la survie de cette forêt amazonienne.

Cette étude a été relayée rapidement par @The Guardian, mais en inversant partiellement le lien de causalité, comme en témoigne ce titre “South American monsoon heading towards ‘tipping point’ likely to cause Amazon dieback”. S’il est très louable que cet excellent média relaie cette étude, une lecture trop rapide de ce papier pourrait laisser penser que la forêt amazonienne risque de dépérir à cause de facteurs exogènes (un point de bascule atteint pour ce régime de mousson), alors que le coeur du sujet est bien la relation étroite qui unit régime de précipitations et forêts. Cette rétroaction est tout de même décrite dans le corps de l’article.

Cette étude est en tout cas publiée fort à propos, alors que l’Amazonie connaît une “sécheresse catastrophique”, comme en témoigne cet article publié par @Le Monde (https://www.lemonde.fr/planete/article/2023/10/11/le-bresil-confronte-a-une-secheresse-catastrophique-en-amazonie_6193721_3244.html).

Plus que jamais, il est urgent de questionner le rapport de nos sociétés au monde végétal, alors que la France connaît elle aussi une période exceptionnellement chaude et sèche pour la période automnale, qui s’avère pour l’instant plus chaude que les étés du siècle dernier, comme l’explique Serge Zaka dans ce post Linkedin https://www.linkedin.com/posts/sergezaka_encore-des-centaines-de-records-de-chaleur-ugcPost-7117250452508807168–YsC?utm_source=share&utm_medium=member_desktop
C’est pour faire face à ces situations que le mouvement de l’autoroute de la pluie a été lancé. Le concept d’agroforesterie d’urgence apparaît approprié pour faire face à une telle situation, en stimulant l’activité végétale, en protégeant les cultures agricoles et en stimulant ennuagement et cycles de l’eau.

La pompe biotique

de joris

On 30 mai 2024

dans Hydrologie Régénerative, Nuages, Pluies

🌊☁️🌳Connaissez-vous le fascinant phénomène de la pompe biotique, qui permet à la végétation d’attirer l’humidité océanique et produire les pluies continentales ? 🌿🌳🌧️

Crédit image: @Nirja Desai, MFA pour https://www.sciencemagazinedigital.org/

L’aspiration de l’air humide dans les continents est générée par l’évapotranspiration des forêts et de la végétation côtières, en faisant baisser la pression atmosphérique. Cet air humide se transforme en nuages qui viennent hydrater les continents sous forme de pluie.

Ce phénomène est avéré en Amazonie, où la végétation aspire d’énormes quantités d’air humide, ce qui modifie le sens des alizés. Tout ceci est remarquablement décrit dans le documentaire “Le mystère des rivières volantes d’Amazonie”, disponible ici : https://www.dailymotion.com/video/x8f9lp2

On y voit notamment @Anastasia Makarieva, co-autrice avec feu Victor Gorshkov de la théorie de la pompe biotique, et @Antonio Nobre, un chercheur brésilien qui étudie ce phénomène en Amazonie. Ce phénomène y est pour l’instant encore aisément observable, mais l’intense déforestation en cours risque d’y mettre fin.

L’impact à grande échelle des forêts sur le cycle de l’eau est également avéré pour le Bassin du Congo, en Afrique. Ce phénomène impacte également les dynamiques des pluies dans les vastes forêts sibériennes et en Asie du Sud.

L’application de cette théorie à l’Europe ne fait pourtant pas consensus, Cela pourrait être dû à la taille plus modeste des surfaces boisées, ce qui rendrait le phénomène moins palpable. Cependant, nous avons vu dans un précédent post que les forêts côtières des Landes et de Sologne ont un impact évident sur la formation des nuages et sur l’alimentation des pluies sous le vent. Pourquoi alors ces principes ne s’appliqueraient pas aux forêts côtières européennes ?

Ainsi, il est crucial d’envisager avec la plus extrême précaution toute altération supplémentaire des surfaces végétales, surtout côtières, en France. En effet, durant ces dernières décennies l’ouest de la France a attiré une population croissante. Les installations touristiques ont dévoré des hectares de forêts et d’espaces naturels tandis que les prairies, haies et systèmes bocagers ont été mis à mal par la modernisation de l’agriculture.

Tout ceci doit également être mis en regard avec l’altération de plus en plus prononcée du courant de vent Jet Stream et la multiplication associées des situations anticycloniques sur l’Europe de l’Ouest, ces situations rendant la survenue de canicules et de sécheresses inévitables.

Pour finir, cette vidéo, “The Full Water Cycle – How Trees and Water work together to create our climate”, décrit simplement comment la végétation crée sa propre pluie et hydrate les continents. Nous reviendrons dans un post dédié sur la manière dont les forêts et la végétation peuvent déclencher les pluies en libérant des spores hydrophiles.

🌳🌲 Quel est l’impact des forêts d’Europe occidentale sur la formation de la couverture nuageuse ? ☁️🌧

de joris

On 30 mai 2024

dans Climat, Hydrologie Régénerative, Nuages, Pluies

Pour contribuer à y répondre, l’étude “Observational evidence for cloud cover enhancement over western European forests” (https://www.nature.com/articles/ncomms14065) examine les cas des forêts de Sologne et des Landes. Ces territoires relativement plats ont été choisis car l’effet du relief n’y est pas prépondérant. Cela permet donc d’étudier la dynamique de formation des nuages sans devoir la pondérer avec les impacts de la topographie.

Cette étude se base sur une décennie d’observations spatiales à haute résolution et a été publiée en 2017 (https://www.nature.com/articles/ncomms14065). Robert Vautard, désormais Co-Président du groupe 1 du GIEC, y a contribué, ainsi que 9 autres scientifiques européens.

Cette étude démontre que la couverture nuageuse (période juin à août) est particulièrement importante dans ces zones forestières par rapport aux zones cultivées et urbaines adjacentes. Ajoutant même “Des preuves anecdotiques montrent que les forêts peuvent même agir comme une région source de convection profonde, intensifiant ainsi éventuellement le cycle hydrologique sur terre.”

Dans le cas de la forêt des Landes, les observations font ressortir une importante diminution de la couverture nuageuse estivale suite au passage du cyclone Klaus, en 2009, qui a occasionné la chute de nombreux arbres, “suggérant un impact à long terme des extrêmes climatiques sur les écosystèmes forestiers et les interactions surface-atmosphère.”

Cette dernière observation a un écho particulier alors que la forêt des Landes a été durement frappée par des incendies durant l’été 2022, et que les méga feux se succèdent à travers la planète, risquant de toujours plus détériorer la capacité de la biosphère à “fabriquer des nuages”.

Il apparaît donc critique de promouvoir au maximum une approche agricole basée sur l’agroforesterie, pour soutenir la capacité des sols à se protéger via l’ennuagement et une pluviométrie importante. Il faut aussi se demander si d’autres espaces agricoles ou urbains, tels que les prairies ou les villes éponge, peuvent jouer un rôle similaire et dans quelles proportions ?

Pour achever de se convaincre de l’importance de la végétation dans la dynamique des pluies à travers le monde, l’essentiel des précipitations d’Asie Centrale, de l’Ouzbékistan au Nord de la Chine et à la Sibérie, provient du recyclage de précipitations sur le continent eurasiatique et pas directement des océans. Plus de détails sont disponibles dans l’étude : https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2010WR009127

Il n’y a pas de nuages au dessus des déserts

de Cédric Cabrol

On 1 février 2024

dans Climat, Nuages, Pluies

L’image suivante issue d’un article de 2015 publié par la NASA () illustre l’ennuagement moyen sur la période 2002, 2015. L’article associé détaille un certain nombre de phénomènes physiques observables ainsi que les limites des observations ayant permis cette construction.

Cette image illustre parfaitement le questionnement suivant :

💡Là où il n’y a pas de nuages, il n’y a pas de plantes

💡Là où il n’y a pas de plantes, il n’y a pas de nuages

❓est-ce la pluie 🐔 qui fait les plantes 🥚ou les plantes🥚 qui font la pluie🐔 ?

Le consensus scientifique autour de ce questionnement est en train d’évoluer, notamment autour entre autres des travaux de Victor Gorshkov et Anastassia Makarieva qui ont mis en évidence l’importance de l’évapotranspiration dans les grands flux climatiques.

Dans ce contexte, il nous semble essentiel d’associer les actions de végétalisation fussent-elle minimes d’un suivi climatique précis afin de construire des abaques et défaire le mythe qu’il n’y a que des actions hors de portée qui pourraient nous aider à passer le cap de cette difficile transformation ?

#climateaction #regeneration