L'augmentation de la vapeur d'eau dans l'atmosphère terrestre due aux activités humaines rend les nuages ​​chatoyants de haute altitude plus visibles, une nouvelle étude trouve. Les résultats suggèrent que ces nuages ​​étranges mais de plus en plus courants, observés uniquement les nuits d'été, sont un indicateur du changement climatique d'origine humaine, selon les auteurs de l'étude.

Noctilisant, ou nocturne, les nuages ​​sont les nuages ​​les plus hauts de l'atmosphère terrestre. Ils se forment dans l'atmosphère moyenne, ou mésosphère, environ 80 kilomètres (50 miles) au-dessus de la surface de la Terre. Les nuages ​​se forment lorsque la vapeur d'eau gèle autour des grains de poussière provenant des météores entrants. Regardez une vidéo sur les nuages ​​noctilucents ici.

Les humains ont observé pour la première fois des nuages ​​nocturnes en 1885, après l'éruption du volcan Krakatoa en Indonésie a craché des quantités massives de vapeur d'eau dans l'air. Les observations de nuages ​​sont devenues plus courantes au cours du 20e siècle, et dans les années 1990, les scientifiques ont commencé à se demander si le changement climatique les rendait plus visibles.

Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé des observations satellitaires et des modèles climatiques pour simuler comment les effets de l'augmentation des gaz à effet de serre provenant de la combustion de combustibles fossiles ont contribué à la formation de nuages ​​noctilescents au cours des 150 dernières années. L'extraction et la combustion de combustibles fossiles produisent du dioxyde de carbone, du méthane et de la vapeur d'eau dans l'atmosphère, qui sont tous des gaz à effet de serre.

Les résultats de l'étude suggèrent que les émissions de méthane ont augmenté les concentrations de vapeur d'eau dans la mésosphère d'environ 40 pour cent depuis la fin des années 1800, qui a plus que doublé la quantité de glace qui se forme dans la mésosphère. Ils concluent que les activités humaines sont la principale raison pour laquelle les nuages ​​nocturnes sont nettement plus visibles aujourd'hui qu'ils ne l'étaient il y a 150 ans.

"Nous supposons que les nuages ​​ont toujours été là, mais la chance d'en voir un était très, très pauvre, aux temps historiques, " a déclaré Franz-Josef Lübken, un scientifique de l'atmosphère à l'Institut Leibniz de physique atmosphérique à Kühlungsborn, Allemagne et auteur principal de la nouvelle étude en Lettres de recherche géophysique , un journal de l'American Geophysical Union.

Les résultats suggèrent que les nuages ​​nocturnes sont un signe que le changement climatique causé par l'homme affecte l'atmosphère moyenne, selon les auteurs. Qu'il soit plus épais, des nuages ​​nocturnes plus visibles pourraient influencer le climat de la Terre eux-mêmes fait l'objet de recherches futures, dit Lübken.

"Nos émissions de méthane ont un impact sur l'atmosphère au-delà du simple changement de température et de la composition chimique, " dit Ilissa Seroka, un scientifique de l'atmosphère à l'Environmental Defence Fund à Washington, D.C. qui n'était pas connecté à la nouvelle étude. "Nous détectons maintenant une réponse distincte dans les nuages."

Étudier la formation des nuages ​​au fil du temps

Les conditions doivent être parfaites pour que les nuages ​​nocturnes soient visibles. Les nuages ​​ne peuvent se former qu'aux latitudes moyennes à élevées en été, lorsque les températures mésosphériques sont suffisamment froides pour que des cristaux de glace se forment. Et ils ne sont visibles qu'à l'aube et au crépuscule, quand le Soleil les éclaire du dessous de l'horizon.

L'homme a injecté des quantités massives de gaz à effet de serre dans l'atmosphère en brûlant des combustibles fossiles depuis le début de la période industrielle il y a 150 ans. Les chercheurs se sont demandé quel effet, si seulement, cela a eu sur l'atmosphère moyenne et la formation de nuages ​​noctilucents.

Dans la nouvelle étude, Lübken et ses collègues ont effectué des simulations informatiques pour modéliser l'atmosphère et les nuages ​​nocturnes de l'hémisphère nord de 1871 à 2008. Ils voulaient simuler les effets de l'augmentation des gaz à effet de serre, y compris la vapeur d'eau, sur la formation de nuages ​​nocturnes au cours de cette période.

Les chercheurs ont découvert que la présence de nuages ​​nocturnes fluctuait d'une année à l'autre et même d'une décennie à l'autre, en fonction des conditions atmosphériques et du cycle solaire. Mais sur toute la période d'étude, les nuages ​​sont devenus nettement plus visibles.

Les raisons de cette visibilité accrue étaient surprenantes, selon Lübken. Le dioxyde de carbone réchauffe la surface de la Terre et la partie inférieure de l'atmosphère, mais refroidit en fait l'atmosphère moyenne où se forment des nuages ​​noctilescents. En théorie, cet effet de refroidissement devrait favoriser la formation de nuages ​​noctilescents.

Mais les résultats de l'étude ont montré que l'augmentation des concentrations de dioxyde de carbone depuis la fin des années 1800 n'a pas rendu les nuages ​​nocturnes plus visibles. Cela semble contre-intuitif, mais quand l'atmosphère moyenne devient plus froide, plus de particules de glace se forment mais elles sont plus petites et donc plus difficiles à voir, Lübken a expliqué.

"Garder la vapeur d'eau constante et la rendre juste plus froide signifie que nous verrions moins de particules de glace, " il a dit.

Au contraire, l'étude a révélé que plus de vapeur d'eau dans l'atmosphère moyenne rend les cristaux de glace plus gros et les nuages ​​nocturnes plus visibles. La vapeur d'eau dans l'atmosphère moyenne provient de deux sources :la vapeur d'eau de la surface de la Terre qui est transportée vers le haut, et le méthane, un puissant gaz à effet de serre qui produit de la vapeur d'eau par des réactions chimiques dans l'atmosphère moyenne.

L'étude a révélé que l'augmentation du méthane atmosphérique depuis la fin des années 1800 a considérablement augmenté la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère moyenne. Cela a plus que doublé la quantité de glace mésosphérique présente dans les latitudes moyennes de 1871 à 2008, selon l'étude.

Les personnes vivant dans les latitudes moyennes à élevées ont maintenant de bonnes chances de voir des nuages ​​nocturnes plusieurs fois par été, dit Lübken. Dans le 19ème siècle, ils n'étaient probablement visibles qu'une fois toutes les quelques décennies environ, il a dit.

"Le résultat était plutôt surprenant que, Oui, sur ces échelles de temps de 100 ans, on s'attendrait à voir un grand changement dans la visibilité des nuages, " a déclaré Lübken.