L'avion de recherche P-3 de la NASA commence des vols ce mois-ci à travers les nuages ​​et la fumée au-dessus de l'océan Atlantique Sud pour comprendre comment de minuscules particules en suspension appelées aérosols modifient les propriétés des nuages ​​et comment elles influencent la quantité de lumière solaire entrante que les nuages ​​réfléchissent ou absorbent.

Les Observations des Aérosols au dessus des Nuages ​​et leurs Interactions, ou ORACLES, mission de terrain mène la campagne de terrain d'un mois depuis São Tomé et Principé, une nation insulaire au large de la côte ouest de l'Afrique. De là, les chercheurs enquêteront sur une zone au large des côtes de l'Angola, où se rencontrent deux phénomènes. L'un est naturel :un banc de nuages ​​bas qui se forme naturellement au-dessus de l'océan. L'autre est au moins en partie d'origine humaine :un panache de fumée provenant d'incendies saisonniers allumés dans les champs agricoles à travers l'Afrique centrale.

La courte durée de vie des aérosols dans l'atmosphère en fait l'un des composants les plus variables du système climatique de la Terre. Terme générique désignant toute petite particule en suspension dans l'atmosphère, les aérosols peuvent être clairs ou foncés, réfléchissant ou absorbant la lumière du soleil, et peut améliorer ou supprimer la formation de gouttelettes de nuage. Ils peuvent être naturels, comme la poussière du désert, sel de mer ou pollen. Ils peuvent également résulter d'activités humaines, telles que les particules de sulfate qui se forment à partir de l'oxydation du dioxyde de soufre émis par les centrales électriques, ou, comme c'est le cas en Afrique centrale, suie et cendres provenant d'incendies d'origine humaine.

"Imaginez un panache de fumée, " a déclaré le chercheur principal d'ORACLES Jens Redemann du centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley en Californie. " Si vous le voyez par-dessus le contraste d'un océan sombre, ça a l'air plus léger, ce qui signifie que les aérosols composant la fumée auraient un effet de refroidissement au sommet de l'atmosphère - ils réfléchissent plus de rayonnement."

En revanche, "Si vous regardez ces particules d'aérosol au-dessus d'un nuage, ils assombrissent parfois les nuages, et cela aurait un effet de réchauffement au sommet de l'atmosphère, " il a dit.

La grande variété de types de particules d'aérosol et le fait qu'elles restent dans l'atmosphère pendant quelques jours à quelques semaines, par rapport aux années passées par les gaz à effet de serre, signifie qu'ils sont parmi les plus difficiles à comprendre et à intégrer dans les modèles climatiques, dit Redemann, c'est pourquoi les données recueillies à partir des mesures des aérosols et des nuages ​​de l'avion P-3 sont si importantes.

"Idéalement, nous allons créer un ensemble de données que les modélisateurs climatiques pourront utiliser pour tester leur paramétrisation de ces interactions nuages-aérosols, " dit Redemann. " Donc dans dix ans, quelqu'un peut revenir en arrière et dire, 'D'ACCORD, Je me demande si ces gars ont collecté des données sur les mécanismes A, B, C et je peux l'utiliser pour obtenir les mécanismes corrects dans mon modèle.'"

L'un de ces modélisateurs du climat est Susanne Bauer du Goddard Institute for Space Studies de la NASA à New York, qui est également membre de l'équipe scientifique ORACLES.

« Afin de développer des modèles climatiques, nous devons considérer les processus microphysiques, comme la façon dont une gouttelette de nuage se forme et comment ces gouttelettes et les conditions physiques à l'intérieur et à l'extérieur d'un nuage sont modifiées par la présence d'aérosols, " dit-elle. " Ceux-ci ne peuvent être mesurés que sur le terrain. "

Ces interactions microscopiques entre particules et gouttelettes ont des effets multiples. En plus des effets directs comme l'absorption ou la réflexion de la lumière du soleil, Bauer a dit, "Ils peuvent changer la quantité de lumière solaire qu'un nuage réfléchit vers l'espace et la durée de vie d'un nuage. Ils peuvent peut-être influencer s'il pleut ou si un nuage va commencer à bruiner." Comprendre ces processus à petite échelle est crucial pour acquérir des connaissances sur la façon dont la pollution d'origine humaine modifie le climat à l'échelle mondiale via les effets des nuages.

L'avion de recherche P-3 de la NASA, géré au Wallops Flight Facility de la NASA en Virginie, est équipé d'une suite d'instruments pour mesurer directement ces propriétés et d'autres de l'air aspiré dans l'avion par des entrées sur les côtés et les ailes. Chaque instrument est exploité par de petits groupes de scientifiques qui composent l'équipe de recherche ORACLES.

"Le travail que nous faisons ne peut être fait que par un grand, équipe dédiée, " dit Bernadette Squire Luna, Chef de projet ORACLES chez Ames, qui gère la logistique de la centaine de scientifiques qui passeront en rotation à São Tomé au mois d'août. "Nous avons des scientifiques de cinq centres de la NASA, dix universités et deux laboratoires nationaux, ainsi que de nouveaux partenariats internationaux."

Le déploiement d'août 2017 est le deuxième des trois déploiements annuels conçus pour capturer différentes parties de la saison des incendies agricoles chaque année.