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La stratosphère diminue depuis 40 ans, cela pourrait affecter les satellites en orbite

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Une bande de stratocumulus subtropicaux vue de l'espace. © Aleksandar Georgiev/Getty Images

La stratosphère se trouve à environ 11 km au-dessus de nos têtes. Cette tranche de ciel — dans laquelle volent les avions supersoniques et les ballons météorologiques — s'étend jusqu'à environ 50 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre. Mais selon de nouvelles recherches, cette couche de l'atmosphère a rétréci d'environ 400 mètres ces 40 dernières années. Une étude publiée le 5 mai dans la revue Environmental Research Letters montre que les émissions de gaz à effet de serre de l'Humanité sont à l'origine de cette contraction surprenante.

Lorsque le dioxyde de carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles pénètre dans le niveau le plus bas de l'atmosphère — appelé troposphère — il piège une partie de la lumière solaire qui frappe la Terre, alors qu'elle est réfléchie dans l'espace. C'est pourquoi la température de la planète augmente. Plus les émissions augmentent, plus la chaleur du Soleil reste piégée sur Terre et moins elle peut réchauffer la stratosphère lors de son voyage vers l'espace. La stratosphère se refroidit donc.

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En se refroidissant, la stratosphère se rétrécit (comme la plupart des matériaux). Entre les années 1960 et le milieu des années 2010, elle s'est refroidie de près de 3 degrés Celsius. Si les émissions mondiales de gaz à effet de serre se maintiennent à leur niveau actuel ou augmentent, ce rétrécissement devrait se poursuivre. La nouvelle étude suggère que la stratosphère s'amincira d'environ 1,6 km d'ici 2080, soit une diminution d'environ 4% par rapport à son épaisseur moyenne entre 1980 et 2018. Cet amincissement pourrait éventuellement perturber les systèmes de navigation GPS, les communications radio ou les trajectoires des satellites en orbite.

Une atmosphère qui se contracte

Cette image prise depuis l'ISS montre la portion de la Terre qui passe dans la stratosphère de couleur orange. NASA/Marshall Space Flight Center

Imaginez l'atmosphère de la Terre comme un gâteau à la crème avec plusieurs couches La troposphère est la couche la plus proche de la planète, une bande d'environ 12 km où se produisent la plupart des phénomènes météorologiques et où volent les avions commerciaux. Elle rejoint la stratosphère située au-dessus d'elle à une frontière appelée tropopause.

De l'autre côté de la stratosphère se trouve la mésosphère, qui s'étend sur 80 km. La limite entre ces deux couches est appelée stratopause. Vient ensuite la haute atmosphère, qui s'élève à 700 km. Elle comprend la thermosphère, où gravitent les satellites et la station spatiale internationale, et l'ionosphère.

Selon la nouvelle étude, les limites de part et d'autre de la stratosphère — la tropopause et la stratopause — se rapprochent l'une de l'autre, ce qui suggère une compression de la stratosphère. Depuis 1980, l'altitude de la tropopause a augmenté et celle de la stratopause a diminué. Imaginez la garniture d'une tarte à la crème que l'on aurait compressé.

Selon les chercheurs, cette tendance devrait se poursuivre si les émissions de carbone ne sont pas fortement réduites. (Les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone ont atteint un niveau record l'année dernière). "Le dioxyde de carbone refroidit la stratosphère, et lorsque la stratosphère se refroidit, elle rétrécit en fait la taille de l'atmosphère", a déclaré Gavin Schmidt, directeur du Goddard Institute for Space Studies de la NASA, au National Observer du Canada en 2016. "Si vous vous trouvez dans la mésosphère, à environ 80 km d'altitude, a-t-il ajouté, vous voyez en fait le ciel tomber — il descend d'un certain nombre de kilomètres."

Mauvaise nouvelle pour les satellites en orbite ?

Illustration d'un satellite GPS de l'US Air Force en orbite. US Air Force

Les satellites sont en orbite autour de la Terre au-dessus de la stratosphère, mais comme tout changement dans une couche de l'atmosphère peut avoir des répercussions sur les autres, une stratosphère qui se contracte pourrait avoir un impact sur ces satellites.

"Si (et c'est un grand si) le rétrécissement de la stratosphère devait abaisser toutes les couches atmosphériques situées au-dessus d'elle, les satellites de basse altitude verraient leur résistance à l'air réduite, ce qui pourrait modifier leurs trajectoires", a déclaré au Times Paul Williams, professeur de sciences atmosphériques à l'université de Reading, au Royaume-Uni, qui n'a pas participé à l'étude. Selon la nouvelle étude, cette modification pourrait éventuellement causer des ravages sur les satellites GPS ou d'autres systèmes de navigation spatiale, en les rendant peut-être moins précis.

Les transmissions radio à haute fréquence pourraient également être perturbées, car ce moyen de communication consiste à faire rebondir les ondes radio sur les particules chargées de l'ionosphère. C'est ainsi que les pilotes d'avion communiquent avec les tours de contrôle du trafic aérien dans les régions les plus septentrionales de la planète où le GPS ne fonctionne pas, comme l'Arctique.

"Toute modification de l'altitude de la couche chargée électriquement pourrait altérer la transmission des ondes radio", a précisé Paul Williams.

Version originale : Aylin Woodward/Insider

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