Cet instrument Doppler on Wheels est déployé au sommet de la montagne Packer John pour être utilisé pour mesurer l'ensemencement des nuages dans le cadre du projet SNOWIE qui a eu lieu à Boise, Idaho, 7 janvier-17 mars, 2017. Crédit :Josh Aikens
Un chercheur de l'Université du Wyoming a contribué à un article qui a démontré, pour la première fois, observation directe de l'ensemencement des nuages - de la croissance des cristaux de glace aux processus qui se produisent dans les nuages jusqu'aux retombées éventuelles des cristaux de glace qui deviennent de la neige - et comment les impacts pourraient être quantifiés.
La recherche, surnommé SNOWIE (Seed and Natural Orographic Wintertime Clouds—the Idaho Experiment), a eu lieu du 7 janvier au 17 mars, 2017, à l'intérieur et à proximité du bassin de la Payette, situé à environ 50 milles au nord de Boise, Idaho. La recherche a été menée de concert avec Idaho Power Co., basée à Boise, qui fournit une bonne part de son énergie électrique grâce à des barrages hydroélectriques.
"Personne n'a jamais eu un ensemble complet d'observations de ce qui se passe réellement après avoir semé le nuage, " dit Jeff French, professeur adjoint au département des sciences de l'atmosphère de l'UW. "Il n'y a eu que des hypothèses. Il n'y a jamais eu un ensemble d'observations d'une campagne qui montre toutes les étapes qui se produisent dans l'ensemencement des nuages."
Le français crédite la technologie moderne, citant l'utilisation de radars au sol, radar sur l'avion de recherche King Air de l'UW et plusieurs passages de la chaîne de montagnes près de Boise avec la réalisation des observations détaillées d'ensemencement des nuages. Malgré de nombreuses expériences s'étalant sur plusieurs décennies, aucune observation directe de ce processus n'existait avant SNOWIE, il dit.
French est l'auteur principal d'un article, intitulé "Formation de précipitations à partir de l'ensemencement des nuages orographiques, " qui apparaît dans le numéro du 22 janvier du Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS) , l'une des revues scientifiques multidisciplinaires les plus prestigieuses au monde, avec une couverture couvrant le biologique, sciences physiques et sociales.
D'autres contributeurs à l'article étaient de l'Université du Colorado-Boulder, Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, le National Center for Atmospheric Research (NCAR) et Idaho Power Co.
"SNOWIE était un grand effort de collaboration, et il montre la valeur du privé, partenariats publics et académiques, " déclare Sarah Tessendorf, scientifique du NCAR, un co-auteur de l'article.
L'avion de recherche King Air de l'Université du Wyoming se prépare à décoller de l'aéroport de Boise pour participer au projet SNOWIE. Crédit :Jeff French
Tessendorf note que SNOWIE est né des recherches menées par Idaho Power Co. avec NCAR pour améliorer son programme d'ensemencement des nuages. Cela comprenait le développement d'approches de modélisation informatique à haute résolution pour simuler l'ensemencement des nuages, permettant aux chercheurs de mieux évaluer ses impacts.
"Cette recherche montre que les outils modernes peuvent être appliqués à des problèmes scientifiques de longue date, " dit Nick Anderson, directeur de programme à la Division des sciences atmosphériques et géospatiales de la National Science Foundation (NSF), qui a financé l'étude. "Nous avons maintenant des observations directes que l'ensemencement de certains nuages suit la voie théorisée pour la première fois au milieu du 20e siècle."
L'ensemencement des nuages est un processus par lequel l'iodure d'argent est libéré dans les nuages, soit depuis les airs, soit via des générateurs au sol. Dans le cas du projet SNOWIE, l'iodure d'argent a été libéré par un deuxième avion financé par Idaho Power Co., tandis que l'UW King Air prenait des mesures pour comprendre l'impact de l'iodure d'argent, dit le français.
Dans tout, l'UW King Air a effectué 24 vols de recherche ou périodes d'observation intense (PIO) d'une durée de 4 à 6 heures chacune pendant SNOWIE. Parmi ces IOP, l'ensemencement des nuages s'est produit au cours de 21 des vols. Au cours des trois derniers vols, Idaho Power a dû suspendre l'ensemencement des nuages parce qu'il y avait déjà tellement de neige dans les montagnes, dit le français.
Alors que de nombreuses recherches ont eu lieu à bord du King Air, une grande partie s'est également produite sur le terrain. La modélisation numérique des mesures de précipitations a été réalisée à l'aide du supercalculateur, surnommé Cheyenne, au NCAR-Wyoming Supercomputing Center. Les modèles numériques ont simulé des nuages et des précipitations de neige, créées lors de tempêtes naturelles et d'ensemencement de nuages, au-dessus du bassin de Payette à Boise. Les modèles numériques permettent également aux chercheurs d'étudier les futurs événements orageux où les mesures n'ont pas été obtenues sur le terrain.
« à mi-parcours, cela aidera avec les simulations que nous exécutons sur Cheyenne, » dit le français. « À long terme, nous pouvons répondre aux questions avec ces données et simulations sur l'efficacité de l'ensemencement des nuages dans les nuages orographiques, et dans quelles conditions on peut s'attendre à ce que l'ensemencement des nuages soit efficace. »
Dans l'ouest des États-Unis et dans d'autres régions montagneuses semi-arides du monde, les réserves d'eau sont principalement alimentées par la fonte du manteau neigeux. Les populations croissantes imposent une plus grande demande en eau, tandis que des hivers plus chauds et un printemps plus précoce réduisent les réserves d'eau. Les gestionnaires de l'eau considèrent l'ensemencement des nuages comme un moyen potentiel d'augmenter les chutes de neige en hiver.
"Finalement, les gestionnaires de l'eau et les agences étatiques et fédérales peuvent décider si l'ensemencement des nuages est une option viable pour eux en termes d'ajout d'eau supplémentaire à leurs approvisionnements en plus du manteau neigeux dans les montagnes, " dit le français.
