Comment la fumée des incendies peut temporairement refroidir la planète

L'été 2026 est marqué par une succession de canicules et d'incendies majeurs en Europe, en France, en Espagne et en Italie. Plusieurs feux de forêt ont ravagé de vastes zones du Sud-Ouest français, illustrant la vulnérabilité croissante des paysages méditerranéens et atlantiques aux épisodes de chaleur extrême.

Si les dégâts humains, économiques et écologiques sont immédiats, les effets des incendies sur le climat sont plus complexes. La fumée qu'ils produisent peut parfois contribuer à refroidir temporairement la surface terrestre, à l'échelle locale comme mondiale.

La fumée dense des incendies peut en effet réduire la quantité de lumière solaire atteignant le sol. Dans certains cas, elle peut aussi accroître la réflectivité des nuages de basse altitude ou, lorsqu'elle atteint les couches supérieures de l'atmosphère, bloquer une partie du rayonnement solaire. Ce phénomène présente certaines similitudes avec les effets observés après de grandes éruptions volcaniques.

Les scientifiques se sont récemment lancés dans l’étude de ces effets. La saison des feux de brousse de 2019-2020 en Australie a été la première lors de laquelle les chercheurs ont détecté un refroidissement mondial induit par la fumée. Néanmoins, ce phénomène ne suffira pas à lui seul à contrer le réchauffement climatique induit par l’Homme. Les spécialistes estiment tout de même qu’il est trop tôt pour déterminer ce qu’il signifie à l’échelle du système climatique.

Les saisons des feux se font de plus en plus violentes. La recherche de réponses devient donc de plus en plus urgente.

« Il est clair que la recherche liée aux conséquences des feux de forêt sur le climat est tout à fait d’actualité », estime Sergey Khaykin, météorologue spécialisé dans les incendies à la Sorbonne.

UN CIEL PLUS SOMBRE, DES NUAGES PLUS CLAIRS

Lorsque les incendies font rage, ils relâchent un mélange de minuscules particules d’eau et de gaz dans l’air. Balayée par les vents, la fumée des feux de forêt peut polluer l’air sur des centaines, voire des milliers, de kilomètres.

En plus de représenter une menace pour la santé, la fumée dense des feux de forêt stagnant en surface occulte parfois assez de lumière pour engendrer une chute des températures. Dès 1950, les scientifiques avaient évalué cette conséquence en comparant les températures lors des jours où la fumée était épaisse avec les prédictions annoncées sans cette fumée.

« Selon votre distance par rapport au cœur de l’incendie, les effets vont dépendre de la taille du feu et de la quantité de fumée émise », explique Robert Field, chercheur au Goddard Institute for Space Studies de la NASA. Lorsque la fumée est assez épaisse, « il est possible que les températures chutent brièvement de 5 °C ».

Il décrit ces effets de refroidissement comme « épisodiques » et que l’on pourrait « presque [considérer] comme une curiosité académique » par rapport aux impacts de la fumée des incendies sur la santé publique. Toutefois, une étude menée lors de la saison 2019-2020 des feux de brousse en Australie montre comment la fumée des feux de forêt pourrait refroidir la surface de notre planète.

Des scientifiques du National Center for Atmospheric Research des États-Unis ont rapporté dans la revue Geophysical Research Letters que les incendies australiens ont généré tellement de fumée dans l’atmosphère de l’hémisphère Sud qu’elle a engendré un effet de refroidissement mondial, « intense et rapide », d’environ 0,06 °C. Selon John Fasullo, l’auteur principal de l’étude, ce phénomène s’explique par l’interaction des particules de fumée avec les nuages situés dans la basse atmosphère, appelée troposphère.

Ces particules agissent comme des noyaux à partir desquels la vapeur d’eau forme des gouttelettes. Résultat : les nuages contiennent davantage de gouttelettes, plus petites et plus réflectives. Bien que la fumée ait tendance à rapidement retomber des nuages, les feux de brousse en Australie ont perduré pendant des mois. Ils généraient donc toujours plus de fumée permettant aux nuages de l’atmosphère d’augmenter leur pouvoir de réflectivité.

« Cette conséquence n’est normalement pas majeure, mais lorsqu’elle se propage à l’ensemble de l’océan Austral, elle s’accumule », explique M. Fasullo.

Ce phénomène semble avoir eu des conséquences sur le système climatique. La modélisation des chercheurs a démontré que le refroidissement induit par la fumée dans l’hémisphère Sud a poussé des tempêtes tropicales intenses vers la zone de convergence intertropicale, plus au nord.

Toutefois, la question de savoir si « les feux de forêt peuvent créer leur propre climat ou être à l’origine d’une réponse climatique » ne fait plus débat, soutient M. Fasullo.

DES CONDITIONS CLIMATIQUES ALIMENTÉES PAR LES FEUX

Même si l’étude de M. Fasullo révèle les effets de refroidissement de la fumée dans la basse atmosphère, il peut arriver que, parfois, la fumée des feux de forêt traverse la troposphère jusqu’à la stratosphère, une quinzaine de kilomètres au-dessus. Au sein de cette couche, les conséquences peuvent être plus importantes.

La fumée atteint la stratosphère lorsque la chaleur émise par un puissant incendie déclenche une ascendance qui se mélange à l’humidité contenue dans l’atmosphère. Cette situation mène à la production d’imposants nuages d’orage. Appelés pyrocumulonimbus, ces nuages d’orage alimentés par les incendies agissent comme des sortes de cheminées : ils conduisent la fumée jusqu’à la haute atmosphère. Dans cette couche, ces émanations peuvent circuler autour du globe et y rester pendant des mois.

C’est ce qui est arrivé fin 2019 et début 2020 en Australie. Une éruption inouïe de trente-huit pyrocumulonimbus a déversé près d’un million de tonnes de fumée dans la stratosphère basse. Une étude menée par M. Khaykin publiée en septembre 2021 a révélé que la fumée avait assombri la surface terrestre pendant plusieurs mois. Elle aurait probablement engendré un léger effet de refroidissement supplémentaire en plus de l’augmentation de la réflectivité des nuages. « Nous n’en sommes peut-être qu’aux prémices de la compréhension de l’importance des conséquences de ces feux de forêt », selon M. Khaykin.

À mesure que les canicules, les sécheresses et les incendies deviennent plus fréquents et plus intenses sous l'effet du changement climatique, comprendre l'influence de la fumée sur le système climatique devient une question scientifique de plus en plus importante.