Thèse soutenue

Génie climatique avec aérosol de sulfate stratosphérique : l'élaboration et l'application d'un modèle global atmosphère-aérosol pour l'étude de l'efficacité et des impacts potentiels
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Auteur / Autrice : Christoph Kleinschmitt
Direction : Olivier BoucherUlrich Platt
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de l'Environnement
Date : Soutenance le 21/12/2017
Etablissement(s) : Paris 6 en cotutelle avec Ruprecht-Karls-Universität (Heidelberg, Allemagne)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'environnement d'Île-de-France (Paris ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de météorologie dynamique (Palaiseau, Essonne ; 1968-....) - Institute of Environmental Physics [Heidelberg] / IUP
Jury : Président / Présidente : Ulrich Schwarz
Examinateurs / Examinatrices : Hervé Douville, Thierry Fouchet
Rapporteurs / Rapporteuses : Ulrike Lohmann

Mots clés

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Résumé

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L'augmentation artificielle de la couche stratosphérique d'aérosol de sulfate a été proposée comme méthode pour réduire le réchauffement climatique causé par les émissions anthropiques de gaz à effet de serre. Dans cette thèse, nous présentons un modèle global atmosphère-aérosol nouvellement développé, évaluons sa performance par rapport aux observations et l'appliquons pour étudier l'efficacité et les impacts de cette forme possible d'ingénierie climatique. Nous trouvons que l'effet de refroidissement réalisable par unité de masse de soufre injectée peut diminuer de façon plus drastique qu'estimé précédemment pour des taux d'injection élevés et que des injections à plus haute altitude ou dans des régions plus grandes n'entraînent pas un refroidissement plus fort. L'efficacité de la méthode pourrait donc être plutôt limitée, tout au moins dans les cas d'injections tropicales de dioxyde de soufre que nous avons modélisées. Par ailleurs, il existe plusieurs effets secondaires potentiellement nocifs, tels que le chauffage stratosphérique dû à l'absorption de rayonnement par l'aérosol provoquant de fortes perturbations dans la dynamique atmosphérique, la composition chimique de la stratosphère et les nuages hauts. Enfin, nous trouvons que les effets radiatifs de l'injection d'aérosol stratosphérique et de l'éclaircissement des nuages marins, une autre technique de géo-ingénierie proposée, seraient largement additifs et complémentaires lors de leur application parallèle. Cela pourrait permettre de concevoir un port-folio d'approches pour atteindre des objectifs climatiques spécifiques et réduire les effets secondaires indésirables de l'ingénierie climatique.