Chaque jour, notre atmosphère doit trouver un moyen de se purifier de l'air, pollution de la mer et du sol que nous lui jetons.

Donc, afin d'étudier le fonctionnement de ce processus de nettoyage, le Dr Robyn Schofield de l'Université de Melbourne navigue à travers l'environnement vierge de l'océan Austral jusqu'à notre continent le plus intact, L'Antarctique—un environnement avec le moins de pollution sur la planète.

Mais une étude détaillée dans cette partie du monde n'est pas réalisable sans un laboratoire pleinement opérationnel. Donc, à bord du navire avec le Dr Schofield est une expérience unique, mobile, chimie de l'air, laboratoire de conteneurs maritimes, connu sous le nom AIRBOX ou l'installation de recherche intégrée atmosphérique pour les limites et les expériences oxydatives.

Ce laboratoire sur mesure est petit :seulement 2,5 mètres sur 2,5 mètres sur 3 mètres. Mais dans cet espace, il dispose de neuf instruments conçus pour effectuer une surveillance atmosphérique complète, en prenant des mesures dans les endroits les plus reculés.

Pour ce voyage, l'équipe de recherche a également ajouté huit autres instruments invités mesurant la chimie atmosphérique, gaz et aérosols au-dessus de l'océan Austral.

BOITE D'AIR, un passager clandestin sans subtilité, voyagera sur le brise-glace RSV Aurora Australis sur quatre voyages cet été, dans le cadre du programme antarctique australien.

Avec deux expéditions sur chacun des voyages, Le Dr Schofield et ses collègues mesureront la saison estivale pendant que toutes les stations antarctiques sont réapprovisionnées.

Et il y a une liste d'experts qui se dirigent vers le sud tout au long de l'été de l'hémisphère sud.

Dr Branka Miljevic, de l'Université de technologie du Queensland (QUT), et Jared Lewis, de l'Université de Melbourne, viens de rentrer du ravitaillement de la gare Davis, l'une des trois bases permanentes et avant-postes de recherche en Antarctique gérés par la Division antarctique australienne.

Le Dr Dagmar Kürbistin et le Dr Schofield de l'Université de Woollongong sont partis début décembre pour réapprovisionner la station Casey dans les îles Windmill, juste à l'extérieur du cercle antarctique.

Ils seront suivis de Mr Joel Ahroe, de QUT, et Imogen Wadlow, de l'Université de Melbourne, qui réapprovisionnera Davis et Mawson dans le territoire antarctique australien.

Et enfin, Le Dr Alan Griffiths de l'Organisation australienne des sciences et technologies nucléaires et le professeur agrégé Helen (Clare) Murphy de l'Université de Wollongong réapprovisionneront l'île Macquarie.

L'un des domaines sur lesquels se concentre la recherche est celui des nuages.

LE CYCLE DE VIE D'UN NUAGE

La génération des nuages, à partir d'un aérosol et se terminant par des précipitations, est une partie importante de l'auto-nettoyage de notre atmosphère. Cependant, les chercheurs veulent en savoir plus sur le processus et comprendre comment faire fonctionner au mieux le système dans notre climat en réchauffement.

"Les nuages ​​sont très importants, ainsi que de beaux phénomènes météorologiques, " dit le Dr Schofield.

"En ombrageant et en refroidissant la surface de la Terre, la couverture nuageuse joue un rôle direct dans les taux de changement climatique mondial", explique le Dr Schofield, basé à l'École des sciences de la Terre de l'Université de Melbourne et chercheur associé du Centre d'excellence de l'ARC pour les extrêmes climatiques.

Les nuages ​​sont « ensemencés » par de minuscules particules dans l'air appelées aérosols. Ces particules peuvent inclure de la poussière, suie et sel, dont certains sont particulièrement importants pour fournir des nutriments aux océans.

La vapeur d'eau se fixe sur les particules d'aérosol, se condensant en une gouttelette de nuage qui est maintenue en l'air par la circulation de l'air puis se développe pour former un nuage, puis une fois qu'il sera assez grand, il pleuvra. Et le cycle recommence.

Meugler, les nuages ​​peu profonds sont principalement constitués de gouttelettes d'eau de différentes tailles. Mince, les nuages ​​d'altitude ou cirrus sont constitués de minuscules particules de glace. Et les nuages ​​orageux profonds peuvent contenir à la fois du liquide et de la glace sous forme de nuages ​​et de gouttes de pluie, glace nuageuse, neige et grêle.

"Les concentrations d'aérosols dans l'océan Austral et l'atmosphère antarctique diffèrent de partout ailleurs sur Terre. Leur mesure est d'un grand intérêt pour la communauté internationale de modélisation du climat et pour le climat australien plus généralement, " dit le Dr Schofield.

NUAGES ET CLIMAT

Le projet AIRBOX vise à mieux comprendre d'où viennent les aérosols qui influencent les nuages ​​et comment ils sont fabriqués.

"Notre capacité à prédire le changement climatique futur sera facilitée par l'amélioration de notre compréhension des aérosols, '', dit le Dr Schofield.

"Par exemple, l'aérosol de sulfate refroidit le climat en réfléchissant directement la lumière du soleil et en étant très efficace pour ensemencer les nuages, qui reflètent également la lumière du soleil et conduisent à un refroidissement superficiel. Les émissions de dioxyde de soufre provenant de l'industrie et de la combustion de combustibles fossiles dans l'atmosphère sont la principale source de particules de sulfate.

"Par contre, aérosols de noir de carbone, qui peut provenir d'incendies de forêt, absorber les radiations et peut entraîner un réchauffement de l'atmosphère et de la surface."

L'AIRBOX contient plusieurs instruments capables de caractériser les aérosols, dont un qui utilise un laser pour mesurer les aérosols et les nuages ​​jusqu'à 10 kilomètres de distance, ainsi que les gaz qui sont importants dans le contrôle des processus de formation d'aérosols comme l'ozone.

En outre, cela peut également aider à mesurer les gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone, protoxyde d'azote et méthane, ainsi que les flux de chaleur et d'eau.

Ces instruments mesurent également les propriétés des aérosols, y compris les concentrations et les tailles de particules comme la poussière dans les aérosols, et les types de particules qui contribuent à la formation d'aérosols.

« Les concentrations d'aérosols au-dessus de l'océan Austral sont étonnamment élevées au printemps, tandis que les mesures estivales indiquent des concentrations plus faibles par rapport à plus au nord, nous examinons également les changements saisonniers dans l'ensemencement des nuages, " dit le Dr Schofield.

Quiconque a déjà été sur un bateau sait que les vagues sont également une source importante d'eau dans l'atmosphère, y compris les embruns, un autre type d'aérosol.

LE 'CANARI DANS LA MINE'

L'AIRBOX a pour objectif de collecter un maximum de données sur le plus grand nombre de zones possibles sur ces voyages de ravitaillement.

Le Dr Schofield s'intéresse particulièrement au mercure; le polluant de métaux lourds qui est libéré dans l'environnement par des choses comme les éruptions volcaniques et relargué par la végétation pendant les feux de brousse. Il est également rejeté dans l'atmosphère à la suite de l'activité humaine, comme la fonte de l'or et la combustion de combustibles fossiles.

Une équipe, dirigé par le Dr John Moreau et le Dr Caitlin Gionfriddo également avec l'École des sciences de la Terre de l'Université de Melbourne, établi que lorsque le mercure se dépose sur la glace de l'Antarctique, les bactéries de la banquise peuvent transformer le mercure en méthylmercure, une forme plus toxique qui peut contaminer le milieu marin, y compris les poissons et les oiseaux.

Ensuite, il y a ce que l'océan Austral lui-même peut nous dire.

Le Dr Schofield collabore avec l'École d'ingénierie de l'Université de Melbourne, dont le professeur agrégé Alessandro Tofoli, pour mesurer l'état de la mer avec des caméras à bord de l'Aurora Australis. Professeur Jason Monty, également de la Melbourne School of Engineering, travaille avec l'équipe AIRBOX pour caractériser les échanges de chaleur et d'eau de l'océan.

Les informations glanées en Antarctique pourraient nous aider à comprendre le réchauffement climatique de notre planète.

"Nous considérons l'océan Austral comme un 'canari dans la mine', " dit le Dr Scholfield. " Si nous pouvons mieux comprendre ce qui se passe dans notre environnement le plus pur, nous comprendrons mieux comment maintenir la capacité de l'atmosphère à se nettoyer."