Par bateau et par avion, Des chercheurs du Département des sciences de l'atmosphère se sont aventurés dans l'endroit le plus orageux de la Terre, l'océan Austral, pour collecter des nuages, données sur les aérosols et les précipitations pour un projet appelé SOCRATES. Connaissances acquises pendant les nuages ​​de l'océan Austral, Radiation, L'étude expérimentale sur le transport des aérosols devrait améliorer les capacités de modélisation et de prévision météorologiques et climatiques à travers le monde.

Collecte de données

Étudiante diplômée Kathryn Moore, stationné à bord du navire de recherche RV Investigator, ont collecté des données et des échantillons pour documenter la nucléation primaire de la glace et son influence sur la phase nuageuse. La nucléation primaire de la glace est la formation des premiers cristaux de glace dans un nuage, qui se produit généralement sur les particules d'aérosols atmosphériques connues sous le nom de particules de nucléation de glace. La phase cloud est l'état du cloud, liquide ou de glace.

"Le projet SOCRATES a été conçu pour collecter des échantillons et des observations afin de fournir de nouveaux ensembles de données et paramétrisations permettant de tester et d'améliorer les modèles météorologiques et climatiques, ", a expliqué Moore.

La collecte de données pratiques était nécessaire pour faire progresser la compréhension de la formation des nuages ​​au-dessus de l'océan Austral, car l'évaluation actuelle est basée presque entièrement sur des observations satellitaires. Cette lacune dans les connaissances conduit à des modèles climatiques imprécis.

"L'océan Austral est l'une des régions les plus reculées de la Terre, loin des sources d'aérosols anthropiques et terrestres, et c'est donc un endroit idéal pour étudier les aérosols naturels et leurs interactions avec les nuages ​​et le rayonnement, ", a déclaré Moore.

Une campagne multinationale

L'équipe de scientifiques de la CSU disposait d'instruments à bord du RV Investigator, un navire de recherche de l'Australian Marine National Facility, et HIAPER, ou la Plateforme aéroportée instrumentée haute performance pour la recherche environnementale. HIAPER est un jet Gulfstream V hautement modifié qui appartient à la National Science Foundation et est exploité par le National Center for Atmospheric Research de Boulder (NCAR). Le projet est une collaboration entre des universités américaines et des scientifiques australiens, avec la partie américaine financée par la NSF et soutenue par le NCAR.

"C'était vraiment une campagne multinationale, " a déclaré le chercheur scientifique principal Paul DeMott, qui a dirigé le groupe de CSU. "Le rôle de notre équipe était de collecter des données qui aident finalement à expliquer les erreurs dans les prédictions du modèle climatique mondial du rayonnement solaire atteignant la surface de l'océan."

Résultats

Les particules de nucléation de glace sont suspendues dans l'atmosphère et constituent la base de la méthode la plus courante de formation de glace dans l'atmosphère. Bien que les particules de nucléation de glace soient très rares, ils contrôlent fortement les phases liquide ou glacée d'un nuage. Une fois qu'un nuage s'est glacé, ou transformé principalement de liquide en glace, ses propriétés réfléchissantes et son effet radiatif changent de manière significative, et il peut commencer à se précipiter sous forme de neige ou de glace, plutôt que juste de la pluie.

DeMott a partagé les tâches de scientifique de vol avec la récente diplômée de la CSU, Christina McCluskey, maintenant boursier postdoctoral du programme d'études avancées du NCAR. DeMott et McCluskey ont utilisé deux méthodes pour évaluer les concentrations de particules de nucléation de glace et un détecteur de bioaérosol en survolant l'océan Austral, tout comme Moore collectait des échantillons similaires en utilisant les mêmes méthodes au niveau de la mer, avec des échantillons d'eau.

"Comme prévu, les concentrations de particules de nucléation de glace au-dessus de l'océan Austral étaient parmi les plus faibles sur Terre, à la fois dans la couche limite marine en surface et plus haut dans la troposphère, ", a déclaré Moore.

Toujours, le nombre extraordinairement faible de particules dans l'air était quelque peu surprenant pour DeMott, tout comme d'autres découvertes.

"Les nuages ​​étaient également plus multicouches que prévu, et cela a des implications pour le transfert radiatif et la détection par satellite, " a déclaré DeMott.

Compte tenu de la vaste portée de l'expédition et de la grande quantité d'analyses encore à effectuer, des découvertes et des conclusions définitives se profilent toujours à l'horizon. Cependant, selon DeMott, le projet SOCRATES a déjà été un succès.

« Nous avons effectué la caractérisation la plus complète des nuages ​​​​et des aérosols de l'océan Austral à ce jour, nos ensembles de données sont riches, et nous pourrons répondre à nos hypothèses majeures."