L'acidité de l'atmosphère est de plus en plus déterminée par le dioxyde de carbone et les acides organiques tels que l'acide formique. Le second d'entre eux contribue à la formation de particules d'aérosol en tant que précurseur des gouttes de pluie et a donc un impact sur la croissance des nuages ​​et le pH de l'eau de pluie. Dans les précédents modèles de chimie atmosphérique de formation d'acide, l'acide formique avait tendance à jouer un petit rôle. Les processus chimiques à l'origine de sa formation n'étaient pas bien compris. Une équipe internationale de chercheurs sous l'égide du Forschungszentrum Jülich est aujourd'hui parvenue à combler cette lacune et à décrypter le mécanisme dominant de formation de l'acide formique. Cela permet d'affiner davantage les modèles atmosphériques et climatiques. Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue à comité de lecture La nature .

En Allemagne, les gens connaissent les pluies acides, en particulier de l'expérience des années 80. La cause en était que les oxydes d'azote et les oxydes de soufre libérés dans l'atmosphère par les êtres humains réagissaient avec les gouttelettes d'eau dans les nuages ​​pour former de l'acide sulfurique et de l'acide nitrique. Les pluies acides ont un pH d'environ 4,2-4,8, inférieur à celui de l'eau de pluie pure (5,5-5,7), qui résulte de la teneur naturelle en dioxyde de carbone de l'atmosphère.

Cependant, le processus chimique qui forme la majeure partie de l'acide formique présent dans l'atmosphère était inconnu jusqu'à présent. Le Dr Bruno Franco et le Dr Domenico Taraborrelli de l'Institut de recherche sur l'énergie et le climat de Jülich – Troposphère l'ont maintenant déchiffré :le formaldéhyde se forme naturellement par photo-oxydation de composés organiques volatils. Le formaldéhyde réagit en gouttelettes de nuages ​​avec les molécules d'eau pour former du méthanediol. La majorité de celui-ci est dégazé et réagit avec les radicaux OH, parfois appelé le "détergent de l'atmosphère, " dans un processus photochimique pour former de l'acide formique. Une plus petite partie réagit avec la phase liquide des gouttelettes d'eau pour former également de l'acide formique qui est répandu par la pluie.

« D'après nos calculs, l'oxydation du méthanediol en phase gazeuse produit jusqu'à quatre fois plus d'acide formique que ce qui est produit dans d'autres procédés chimiques connus dans l'atmosphère, " dit Domenico Taraborrelli. Cette quantité réduit le pH des nuages ​​et de l'eau de pluie jusqu'à 0,3, qui met en évidence la contribution du carbone organique à l'acidité naturelle de l'atmosphère.

Dans un premier temps, les deux scientifiques ont testé leur théorie à l'aide de MESSy, un modèle global de chimie atmosphérique, et comparé les résultats avec les données de télédétection. Pour réaliser la modélisation, ils ont utilisé le supercalculateur Jülich JURECA. Des expériences ultérieures dans la chambre de simulation d'atmosphère SAPHIR de Jülich ont confirmé les résultats. "Nous supposons que le mécanisme mis en évidence est également actif dans les aérosols aqueux et s'applique à d'autres acides organiques tels que l'acide oxalique, qui ne sont pas suffisamment pris en compte dans les modèles de chimie atmosphérique à ce jour, " dit Taraborrelli. L'un des effets de ceci pourrait être une meilleure compréhension de la croissance des particules d'aérosol et du développement des nuages.