L'installation mobile de mesure du rayonnement atmosphérique (ARM) (AMF2) a été déployée à la station McMurdo, Antarctique, dans le cadre d'une campagne de terrain de 14 mois pour collecter des données sophistiquées avec des radars de nuages et un lidar à haute résolution spectrale, et une suite complète d'aérosols. Crédit :Installation utilisateur de mesure du rayonnement atmosphérique (ARM) du département de l'Énergie des États-Unis
Lorsque la température descend en dessous de zéro, la neige et la glace devraient suivre. Ce n'est pas toujours le cas en Antarctique, où pour la première fois, une bruine persistante a été enregistrée à des températures bien inférieures au point de congélation, selon une équipe de chercheurs.
En utilisant à la fois des mesures au sol et par satellite, les chercheurs ont enregistré des conditions de bruine inférieures à moins 13 degrés Fahrenheit pendant plus de 7,5 heures à la station McMurdo, Antarctique. Les rapports précédents ont enregistré une bruine surfondue à ces températures, mais seulement pour de brèves durées. La présence de bruine pendant plusieurs heures pourrait avoir des implications sur les prévisions des modèles climatiques. Les chercheurs ont publié leurs découvertes dans le Journal of Geophysical Research :Atmosphères .
« Nous connaissons la bruine comme un processus qui se déroule à des températures chaudes, " a déclaré Israel Silber, professeur adjoint de recherche au Département de météorologie et des sciences atmosphériques de Penn State et auteur principal de l'étude. "A des températures plus basses, des processus tels que la formation et la croissance de la glace réduisent considérablement la probabilité de production de bruine."
Les données recueillies à partir des mesures au laser ont indiqué la présence de particules d'eau - hydrométéores, qui étaient presque sphériques, ce qui peut indiquer des gouttes de bruine. L'analyse de ces données combinée à d'autres mesures au sol et satellitaires a confirmé que les particules étaient bien des gouttes de bruine.
Les météorologues définissent la bruine comme des gouttelettes d'eau de moins de 0,5 millimètre de diamètre, ou environ un cinq centième de pouce. Selon Silber, la bruine et la pluie sont traitées de manière interchangeable dans les modèles climatiques étant donné que les deux sont en phase liquide, par rapport aux autres hydrométéores, comme la neige et la grêle. La présence de bruine de longue durée dans une région très froide comme l'Antarctique a des implications pour l'amélioration de la précision des modèles climatiques dans les régions polaires.
Instruments sophistiqués, y compris les disdromètres laser qui mesurent les précipitations lorsqu'elles passent à travers un faisceau laser en forme d'éventail, collecté des données à la station McMurdo dans le cadre de l'expérience ARM West Antarctic Radiation (AWARE), un effort conjoint entre le département américain de l'Énergie et la National Science Foundation. Crédit :Installation utilisateur de mesure du rayonnement atmosphérique (ARM) du Département de l'énergie des États-Unis
"La bruine doit être correctement simulée dans les modèles car elle élimine l'eau de la couche nuageuse lorsque les gouttelettes se combinent et finissent par tomber, " a déclaré Silber. " Cela signifie que la bruine affecterait la durée de vie du nuage, ce qui influencerait la quantité de chaleur atteignant la surface de la Terre."
Les données recueillies dans ces observations ont été utilisées dans des simulations de modèles à haute résolution de l'atmosphère polaire. En imitant virtuellement les conditions qui ont permis au nuage observé de se former, les chercheurs ont pu identifier les paramètres qui influencent la production de bruine en ajustant d'autres variables au sein de la simulation.
A l'aide des simulations, les chercheurs ont découvert que de faibles concentrations de certains types de particules en suspension dans l'atmosphère terrestre, comme le sel marin et la poussière, étaient très propices à la formation de bruine.
« En Antarctique, l'air est très pur, " dit Silber. " Il y a moins de polluants, et donc moins de particules en suspension dans l'air."
La faible concentration de ces particules a permis à la bruine de rester sous forme liquide, même si les températures de l'air étaient bien en dessous de zéro.
