Une étude internationale menée par l'Institut Leibniz de recherche sur la troposphère (TROPOS) révèle que les modèles climatiques sous-estiment considérablement la capacité des aérosols urbains à absorber l'eau. Cette découverte majeure, publiée dans le journal Communications Earth & Environment, explique pourquoi la croissance hygroscopique, c'est-à-dire l'augmentation de la taille des particules en présence d'humidité, s'accélère dans les zones polluées. Cette propriété est cruciale car elle détermine la capacité des particules à servir de noyaux de condensation pour les nuages, influençant directement la réflexion de l'énergie solaire et le bilan radiatif de la Terre. Les chercheurs ont démontré que les modèles actuels, qui simplifient souvent l'hygroscopicité et supposent un mélange idéal des particules, ne parviennent pas à rendre compte de la complexité chimique des mégapoles comme Le Caire ou Delhi. Dans ces environnements densément peuplés, les nouveaux polluants interagissent avec des aérosols plus anciens, entraînant une absorption d'eau plus rapide et une formation de nuages potentiellement différente. Ce phénomène pourrait partiellement expliquer les tendances observées de refroidissement régional ou de réchauffement plus lent sur les continents asiatique et africain. Pour combler ces lacunes, l'équipe a développé une méthode innovante utilisant l'apprentissage automatique explicable. Contrairement aux approches régionales antérieures, cette technique intègre des données géographiquement diversifiées et résolues à l'échelle régionale. Les chercheurs ont analysé des mesures provenant de dix sites sur plusieurs continents, couvrant une décennie d'observations et différentes tailles de particules (de 50 à 300 nanomètres). Les données proviennent de stations au sol en Chine, en Égypte, en Inde, en Allemagne, en Namibie, aux États-Unis, en France, ainsi que de campagnes océaniques dans l'Atlantique. L'étude met en évidence l'influence significative des aérosols extérieurement mélangés dans les zones urbaines. Dr. Ajit Ahlawat, de l'Université technique de Delft, souligne que dans les régions fortement polluées, la croissance hygroscopique accrue peut aggraver la formation de smog, posant ainsi des risques supplémentaires pour la santé publique. Les mesures par drone à Delhi ont permis de corréler ces observations physiques avec les conditions de qualité de l'air. Prof. Mira Pöhlker, du TROPOS et de l'Université de Leipzig, précise que les estimations régionales basées sur les données améliorent la représentation de l'hygroscopicité des aérosols. Les implications de ces résultats sont vastes pour la modélisation climatique future. L'utilisation de ces estimations permettrait de corriger les incertitudes liées au forçage radiatif direct, avec des variations potentielles pouvant atteindre ±0,1 watt par mètre carré à l'échelle globale. Cette marge, apparemment minime, pourrait modifier à la fois l'amplitude et le signe des interactions aérosol-rayonnement. Les chercheurs espèrent désormais que leur nouvel algorithme sera intégré dans les modèles climatiques mondiaux de prochaine génération. Une telle intégration conduirait à des projections climatiques plus précises, capables de mieux simuler l'impact des polluants urbains sur le système climatique planétaire.