Une nouvelle étude dirigée par la NASA aide à répondre à des questions vieilles de plusieurs décennies sur le rôle de la fumée et de la pollution atmosphérique d'origine humaine sur les nuages ​​et les précipitations. En regardant spécifiquement les nuages ​​convectifs profonds, les nuages ​​hauts comme les nuages ​​orageux, formé par l'air chaud qui monte - l'étude montre que l'air enfumé rend plus difficile la croissance de ces nuages. La pollution, d'autre part, dynamise leur croissance, mais seulement si la pollution n'est pas importante. Une pollution extrême est susceptible de stopper la croissance des nuages.

Des chercheurs dirigés par le scientifique Jonathan Jiang du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, ont utilisé les données d'observation de deux satellites de la NASA pour étudier les effets de la fumée et des polluants atmosphériques d'origine humaine à différentes concentrations sur les nuages ​​​​convectifs profonds.

Les deux satellites – le Cloud-Aerosol Lidar et Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO) et CloudSat – ont orbité sur la même piste à quelques secondes seulement de 2006 jusqu'à cette année. CloudSat utilise un radar pour mesurer l'emplacement et la hauteur des nuages ​​dans le monde entier, et CALIPSO utilise un instrument appelé lidar pour mesurer la fumée, poussière, pollution et autres particules microscopiques dans l'air, qui sont collectivement appelés aérosols, aux mêmes endroits presque au même moment. Les ensembles de données combinés permettent aux scientifiques d'étudier comment les particules d'aérosol affectent les nuages.

CALIPSO est capable de classer les aérosols en plusieurs types, une capacité qui a été améliorée il y a deux ans lorsque l'équipe de la mission CALIPSO a développé des techniques améliorées de traitement des données. A peu près au même moment, l'équipe CloudSat a également amélioré sa classification des types de nuages. L'équipe de Jiang savait que ces améliorations avaient le potentiel de clarifier comment différents aérosols affectent la capacité des nuages ​​à se développer. Il lui a fallu, ainsi qu'à ses collègues, environ deux ans pour parcourir les deux ensembles de données, choisir la meilleure période de cinq ans et les régions de la Terre à étudier, et faire l'analyse.

Les nuages ​​ne peuvent généralement pas se former sans certains aérosols, parce que la vapeur d'eau dans l'air ne se condense pas facilement en eau liquide ou en glace à moins qu'elle n'entre en contact avec une particule d'aérosol. Mais il existe de nombreux types d'aérosols, non seulement ceux étudiés ici, mais aussi les cendres volcaniques, sel de mer et pollen, par exemple, avec une large gamme de tailles, couleurs, emplacements et autres caractéristiques. Toutes ces caractéristiques affectent la façon dont les aérosols interagissent avec les nuages. Même le même type d'aérosol peut avoir des effets différents à différentes altitudes dans l'atmosphère ou à différentes concentrations de particules.

Les particules de fumée absorbent le rayonnement thermique émis par le sol. Cela augmente la température des particules de fumée, qui peut alors réchauffer l'air. En même temps, ils bloquent la lumière du soleil entrante, qui maintient le sol plus frais. Cela réduit la différence de température entre le sol et l'air. Pour que les nuages ​​se forment, le sol doit être plus chaud et l'air plus frais pour que l'humidité au sol puisse s'évaporer, monter et se condenser plus haut dans l'atmosphère. En réduisant l'écart de température entre le sol et l'air, la fumée supprime la formation et la croissance des nuages.

Aérosols polluants pour l'homme comme les sulfates et les nitrates, d'autre part, n'absorbent pas beaucoup de rayonnement thermique. En concentrations modérées, ils ajoutent plus de particules à l'atmosphère pour que l'eau se condense, permettant aux nuages ​​de grandir. Si la pollution est très forte, cependant, le grand nombre de particules dans le ciel bloque la lumière solaire entrante, un effet souvent visible dans les villes les plus polluées du monde. Qui refroidit le sol comme le font les aérosols de fumée, inhibant la formation de nuages.

Les scientifiques ont également étudié les aérosols de poussière et ont découvert que leurs caractéristiques variaient tellement d'un endroit à l'autre qu'ils pouvaient supprimer ou dynamiser la formation de nuages. "Il s'agit de la complexité de la couleur et de la taille de la poussière, " Jiang a dit. " La poussière du Sahara peut être plus légère, tandis que la poussière d'un désert asiatique pourrait probablement être plus foncée. » Une couverture de poussière de couleur plus claire ou plus petite disperse la lumière du soleil entrante sans réchauffer l'air. Les particules de poussière plus grosses ou plus foncées absorbent la lumière du soleil et réchauffent l'air.

L'article de Nature Communications s'intitule « Effets contrastés sur les nuages ​​​​convectifs profonds par différents types d'aérosols ».