Une équipe internationale dirigée par des scientifiques japonais a généré des résultats importants qui mettent en évidence l'impact de la poussière des hautes latitudes sur la conversion des gouttelettes d'eau dans les nuages ​​en glace - ou glaciation - dans les nuages ​​de basse altitude dans la région arctique. Ces résultats contribuent à une meilleure compréhension des facteurs à la surface du sol et de leur impact sur les formations nuageuses. Les résultats de la recherche contribuent également à une meilleure compréhension de la façon dont le climat est affecté par les nuages, qui sont de plus en plus considérés comme les plus importants, pourtant le plus complexe, régulateurs du climat mondial. Selon les conditions, les nuages ​​améliorent le réchauffement ou refroidissent le climat en piégeant la chaleur ou en réfléchissant la lumière du soleil dans l'espace, respectivement.

L'étude a été publiée dans Géosciences de la nature le 25 mars, 2019.

Les nuages ​​jouent l'un des rôles les plus importants dans le système atmosphérique. Ils sont des acteurs clés dans le maintien du bilan radiatif de l'atmosphère terrestre et sont également impliqués dans le maintien de l'équilibre énergétique de la Terre. Ils sont constitués de particules telles que des cristaux de glace et/ou des gouttelettes qui à leur tour interviennent dans le bilan radiatif de l'atmosphère et le maintien de l'équilibre énergétique de la Terre. Lorsqu'il est refroidi en dessous de 0oC, les molécules d'eau commencent à former des cristaux de glace partout où il y a des minéraux ou d'autres solides en suspension dans l'eau, ce qu'on appelle des sites de nucléation. L'eau complètement pure qui n'a pas de sites de nucléation peut être refroidie bien en dessous du point de congélation habituel tout en restant liquide, un processus appelé surfusion. Les nuages ​​peuvent également être affectés par les particules de poussière car ils servent de particules de nucléation de glace (INP) et de noyaux de condensation de nuages ​​(CCN) permettant la formation de gouttelettes de glace et de liquide. En particulier, les nuages ​​en phase mixte composés d'eau et de glace sont particulièrement sensibles aux particules de poussière dont la source n'est pas encore complètement élucidée.

À ce jour, les recherches se sont principalement concentrées sur les régions arides et semi-arides des basses et moyennes altitudes en tant que sources de poussière. Cependant, des découvertes récentes suggèrent que les particules de poussière peuvent également provenir de zones exemptes de glace et de végétation en haute altitude, posant ainsi la question de savoir si ces particules ont le même effet sur la nucléation des nuages ​​que celles provenant d'autres régions. Spécifique à cette étude, les chercheurs ont considéré la poussière provenant des régions des plaines d'épandage glaciaire, ou des régions de dépôts de sable et de gravier transportés par l'eau courante de la fonte des glaces d'un glacier et déposés dans des dépôts. En réalité, ces régions sont considérées comme une source majeure de poussières soufflées par le vent par temps froid, hautes latitudes.

"Nous avons découvert que les poussières dérivées des plaines d'épandage glaciaire peuvent servir de noyaux très efficaces pour la nucléation de la glace, par rapport aux poussières minérales du désert. Ceci est dû à la présence de petites quantités de matière organique ayant une très grande capacité de nucléation de la glace, " dit l'auteur correspondant Yutaka Tobo, Doctorat., professeur adjoint à l'Institut national de recherche polaire. "Nos expériences sur le terrain et nos simulations de modèles suggèrent en outre que ces poussières d'origine glaciaire peuvent contribuer de manière significative à la nucléation de la glace dans les nuages ​​​​de basse altitude de l'Arctique, surtout en été, " ajoute le Dr Tobo.

À l'avenir, les chercheurs espèrent étendre leurs découvertes en effectuant des investigations supplémentaires. "Des études récentes ont montré que d'importantes émissions de poussières peuvent également se produire au Groenland, Amérique du Nord et Islande, et nous ne sommes pas encore sûrs de la capacité de nucléation de la glace des poussières libérées par ces sources de haute latitude. En outre, on s'attend à ce que le récent retrait rapide et généralisé des glaciers puisse conduire à des émissions de poussières plus actives des hautes latitudes à l'avenir. Par conséquent, d'autres études approfondies seront nécessaires pour comprendre l'impact possible des poussières des hautes latitudes sur les interactions aérosols-nuages-précipitations actuelles et futures dans l'Arctique, qui est plus sensible au changement climatique que toute autre région du monde."