Des concentrations plus élevées de noyaux de condensation de nuages (CCN) (particules de pollution) produisent des nuages moins profonds dans les contreforts de la vallée centrale. Le plus grand dégagement de chaleur latente modifie la circulation locale et renforce le transport de l'humidité vers le versant au vent, des nuages de phase mixte revigorants au-dessus des montagnes pour produire de plus grandes quantités de précipitations de neige. Crédit :Laboratoire national du Nord-Ouest du Pacifique
La montagne défie les skieurs, grimpeurs, et les constructeurs de routes. Mais quand il s'agit de nuages, ils offrent une aide. Des chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory et de la Colorado State University ont découvert que les montagnes, Les nuages d'eau-glace (alias à phase mixte) ont une double réponse lorsqu'ils sont injectés avec de nombreuses minuscules particules de pollution. Leur étude a montré que les particules de pollution près des montagnes de la Sierra Nevada dans l'ouest des États-Unis mûrissent dans les conditions propices à la formation de gouttelettes et de particules de glace. Initialement, les précipitations à flanc de montagne diminuent. Mais lorsque les particules atteignent une certaine quantité, les chutes de neige augmentent considérablement sur la montagne.
Qu'est-ce qui cause cet effet? L'équipe a découvert que des concentrations élevées de particules de pollution flottant dans la région entraînaient de nombreux nuages peu profonds dans la vallée centrale de Californie et les contreforts, changer la circulation locale. La chaleur latente se dégage lorsque la gouttelette nuageuse se forme, ce qui renforce le transport de l'humidité vers le versant exposé au vent.
"Lorsque les particules de pollution remplissent les nuages à phases mixtes du flanc de la montagne, cela augmente considérablement les précipitations de neige, et ce résultat est différent des études de modélisation précédentes, " a déclaré l'auteur principal du PNNL, le Dr Jiwen Fan. " Le mécanisme qui a conduit à cette revitalisation du nuage est notre nouvelle découverte. "
Comprendre quand et combien de neige et de pluie tomberont peut aider tout le monde, qu'il s'agisse des météorologues, aux skieurs, aux agriculteurs et aux gestionnaires de l'eau. Cette étude permet de mieux comprendre les processus qui influencent les nuages à phases mixtes et les précipitations à proximité des montagnes. Les auteurs ont découvert un nouveau mécanisme expliquant comment les particules causées par la pollution peuvent stimuler ces nuages et augmenter considérablement les précipitations de neige. Ce mécanisme offre également des informations importantes pour les régions montagneuses très polluées de Chine et d'Inde, en particulier pour le cycle de l'eau et les précipitations extrêmes.
Les particules atmosphériques causées par la pollution qui favorisent la formation de nuages et des concentrations de noyaux de condensation plus élevées produisent des nuages plus peu profonds dans la vallée centrale et les contreforts des montagnes de la Sierra Nevada. Lorsque des gouttes de nuages se forment, la chaleur latente est libérée qui modifie la circulation locale et renforce le transport de l'humidité vers le versant au vent de la montagne. Ce processus de revitalisation des nuages en phase mixte au-dessus des montagnes provoque des précipitations de neige plus importantes que sans l'injection de particules de pollution. Crédit :Laboratoire national du Nord-Ouest du Pacifique
Des chercheurs du PNNL et de l'État du Colorado ont utilisé le modèle régional Weather Research and Forecasting et l'ont couplé à des calculs microphysiques des nuages (détaillés) révisés. Ils ont comparé ces simulations de modèle à très haute résolution avec des mesures sur le terrain de deux cas de nuages qui présentaient des conditions dynamiques (vents) et thermodynamiques (humidité) contrastées. L'étude a effectué des simulations de sensibilité associées aux concentrations de noyaux de condensation de nuages et de noyaux de glace qui ont changé sur une large plage de concentrations extrêmement faibles à extrêmement élevées pour atteindre leur résultat.
Le groupe continuera d'examiner les nouvelles données d'observation obtenues à partir de la campagne ACAPEX/CalWater2 et effectuera des simulations de modèles pour mieux comprendre les comportements des nuages et des précipitations sur l'ouest des États-Unis.
