De fines couches de nuages dans la région de Leipzig. Crédit :Johannes Bühl, TROPOS
Les mouvements d'air verticaux augmentent la formation de glace dans les nuages en phase mixte. Cette corrélation a été prédite théoriquement depuis longtemps, mais peut maintenant être observé pour la première fois dans la nature. Cette recherche a été publiée par une équipe de Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS) à Leipzig en npj Science du climat et de l'atmosphère , une revue en libre accès publiée par Nature Research.
À l'aide d'équipements laser et radar, l'équipe a mesuré la vitesse verticale de l'air et la formation de glace dans des nuages minces en phase mixte. De tels nuages contiennent des particules de glace, de la vapeur d'eau ainsi que des gouttelettes de liquide en surfusion. Les résultats de Leipzig pourraient aider à mieux cartographier une partie importante du cycle de l'eau dans les modèles météorologiques et climatiques à l'avenir par la formation de glace dans les nuages.
La formation de glace dans les nuages est un élément central du cycle de l'eau sur Terre. Il est généralement difficile d'isoler le processus de formation de la glace afin de l'étudier individuellement car l'interaction des particules d'aérosol, le mouvement de l'air et les processus microphysiques dans les nuages sont trop complexes. Néanmoins, il est nécessaire de comprendre ces processus en détail afin de mieux cartographier ce mécanisme dans les modèles météorologiques et climatiques.
Les chercheurs sur les nuages se sont concentrés sur une forme de nuages moins spectaculaire et donc moins réfléchie afin d'exclure d'autres processus que la formation de glace primaire. Ils ont étudié de grands champs de nuages à une altitude d'environ 2 à 8 kilomètres avec une étendue verticale de seulement 100 à 200 mètres et qui contenaient extrêmement peu de glace de l'ordre du microgramme par mètre cube. De tels nuages minces permettent à la fois de détecter la glace avec un radar de nuages et le mouvement vertical de l'air avec un lidar Doppler, car le faisceau laser peut encore pénétrer dans les nuages. Des instruments lidar et radar étaient donc nécessaires pour étudier la turbulence et la formation de glace dans ces nuages au-dessus de Leipzig depuis le sol.
De fines couches de nuages dans la région de Leipzig. Crédit :Johannes Bühl, TROPOS
"L'effet n'est devenu visible que lorsque nous avons observé la glace directement sous la couche supérieure des nuages. Nos résultats permettent pour la première fois des informations quantitatives et bien limitées sur la relation entre la turbulence et la formation de glace dans l'atmosphère. Plus un nuage est " secoué " ' par des mouvements d'air verticaux, plus il en tombe de la glace, " rapporte le Dr Johannes Bühl de TROPOS. Cette corrélation a été mesurée pour des nuages plus froids que -12 °C. Ensuite, les scientifiques en télédétection souhaitent explorer l'influence des aérosols en examinant de plus près le début (nucléation de la glace) et la fin (précipitation des particules de glace) du processus de formation de la glace.
La formation de glace dans les nuages est un processus important dans l'atmosphère, car sans cette glace pratiquement aucune précipitation ne tomberait des nuages aux latitudes moyennes de la Terre. Aussi vastes que puissent être ces processus, de nombreux détails ne sont pas encore suffisamment compris et ne sont donc pas pris en compte dans les modèles météorologiques et climatiques.
