Au sud-est de l'océan Atlantique, un 2, Un panache de fumée de 1 000 km de long provenant des incendies agricoles africains rencontre un banc de nuages ​​quasi permanent au large. Leur rencontre en fait un laboratoire naturel pour étudier les interactions entre les gouttelettes de nuages ​​et les minuscules particules de fumée en suspension dans l'air. Ce mois-ci, L'avion de recherche P-3 de la NASA et une équipe de scientifiques reviennent sur leur troisième déploiement dans cette région dans le cadre de la mission Observations of Aerosols Above Clouds and their Interactions, ou ORACLES, recueillir des données sur la façon dont les aérosols tels que la fumée affectent les nuages ​​et, par conséquent, le climat de la Terre.

« La plate-forme nuageuse de l'Atlantique sud-est est l'une des plus grandes du monde, " a déclaré la scientifique de l'atmosphère Paquita Zuidema de l'Université de Miami, Floride, et co-chercheur principal pour le déploiement d'ORACLES. "À la fois, la couche de fumée s'étend jusqu'en Amérique du Sud. La combinaison de fumée et de nuages ​​génère suffisamment de réchauffement atmosphérique pour affecter les modèles de précipitations sur l'Afrique dans les modèles climatiques, ce qui rend impératif de développer une meilleure confiance dans les prédictions du modèle."

Les aérosols comprennent le sel de mer, poussière, pollen et toutes particules, comme la fumée et la cendre, libérés lors du brûlage d'incendies industriels ou forestiers. Assez petit pour voyager par vents dominants, ils sont une partie importante de l'atmosphère. Les aérosols de couleur foncée peuvent absorber la lumière du soleil, provoquant un effet de réchauffement, et les couleurs claires peuvent refléter la lumière du soleil, provoquant un effet rafraîchissant. La fumée peut faire les deux, selon que les particules qu'il contient se produisent au-dessus de l'océan sombre et semblent plus blanches en comparaison, ou au-dessus des nuages ​​et paraissent plus sombres.

Comprendre comment les nuages ​​et les aérosols coopèrent pour déterminer l'équilibre entre le réchauffement et le refroidissement du climat est au cœur de la mission ORACLES, ainsi que les effets microphysiques que les particules de fumée peuvent avoir sur les gouttelettes de nuages ​​lorsqu'elles se rencontrent.

"Nous avons des questions majeures sur l'impact des particules d'aérosols sur les nuages ​​et le climat, et ces interactions diffèrent selon l'endroit où vous vous trouvez sur Terre, ", a déclaré le scientifique atmosphérique Rob Wood de l'Université de Washington à Seattle et co-chercheur principal pour le déploiement d'ORACLES. Les leçons apprises sur l'Atlantique sud-est pourraient être appliquées à d'autres régions où la fumée des incendies de forêt ou de l'industrie interagit avec les nuages. En comprenant les processus à petite échelle qui se produisent lorsqu'ils se rencontrent dans les nuages, les scientifiques sont mieux à même d'affiner la façon dont ils décrivent les interactions aérosols-nuages ​​dans les modèles climatiques mondiaux, ce qui nous aidera à comprendre les effets à long terme des aérosols sur les températures mondiales et régionales.

En octobre, l'équipe ORACLES est basée à São Tomé et Principé, une nation insulaire équatoriale au large de la côte ouest de l'Afrique, à partir de laquelle ORACLES a également mené son étude de la partie nord du panache de fumée en août, 2017. ORACLES a étudié l'étendue sud du panache de Walvis Bay, Namibie, en septembre, 2016. Les observations de chaque année complètent celles des autres déploiements, capturer toute la gamme du cycle de brûlage à la fin de l'été et à l'automne. Les agriculteurs africains brûlent leurs champs après la récolte pour restituer les nutriments au sol avant que la pluie n'arrive et que le brûlage se déplace vers le sud à mesure que la saison des pluies progresse. La partie la plus épaisse du panache de fumée se déplace vers le sud avec eux. Wood et l'équipe sont impatients de mettre en contraste ce qui se passe en octobre, lorsque la saison des pluies a poussé la ceinture des feux agricoles plus au sud et qu'ils anticipent moins de fumée dans la zone d'enquête.

L'avion de recherche P-3 de la NASA, géré par Wallops Flight Facility en Virginie, porte une suite de 11 instruments, à la fois des instruments de télédétection ainsi que des instruments qui échantillonneront directement les nuages ​​et le panache de fumée à travers les entrées d'air sur les ailes et les fenêtres. Ces mesures directes sont comme mettre un microscope sur ce qui se passe à l'intérieur des nuages.

« L'année dernière en août, nous avons vu beaucoup de contact physique entre la fumée et les nuages, " Wood a déclaré. " Des gouttelettes de nuage se sont en fait formées sur ces particules de fumée et il y a eu une forte augmentation du nombre de gouttelettes par rapport à ce que ce serait sans la fumée. "

En plus de développer une meilleure compréhension du comportement nuage-aérosol, les données aéroportées à haute résolution seront également utilisées pour améliorer la récupération des propriétés de la fumée et des nuages ​​à partir des satellites. Depuis l'espace, les satellites détecteurs d'aérosols capturent la vue globale, mais le compromis de distance avec la technologie actuelle signifie une résolution plus grossière qui peut manquer les interactions microphysiques au sein des couches de nuages ​​et d'aérosols.

Le déploiement d'octobre 2018 actuellement en cours produit déjà un jeu de données avec quelques surprises. "Nous voyons plus d'aérosols que prévu sur la base des prévisions du modèle d'aérosol et des évaluations satellitaires précédentes pour ce mois-ci, " a déclaré Zuidema. "Scientifiquement, nous voyons de nouvelles fonctionnalités inattendues telles que de très grosses particules de fumée qui semblent tomber de leurs couches de fumée dans les nuages ​​en dessous. Nous voyons des nuages ​​​​qui passent de propres à pollués sur de vastes zones en seulement deux jours."

L'équipe ORACLES documentera ces observations et d'autres jusqu'à la fin du mois.