Les nuages ​​sont une grande source d'incertitude dans les simulations informatiques utilisées pour étudier les systèmes terrestres. Pour réduire cette incertitude, des chercheurs étudient la formation de glace dans les nuages. Cette formation influence les taux de précipitation, mouvements de nuages ​​à grande échelle, et les propriétés optiques des nuages. Cette recherche aide à résoudre un mystère de longue date. Depuis plus de 50 ans, les scientifiques voulaient savoir pourquoi les gouttelettes d'eau gèlent à une température plus élevée lorsqu'elles sont impactées par une particule. C'est la pression de l'impact, selon de nouvelles observations. Une nouvelle étude suggère que le point de congélation plus chaud est dû aux changements de pression résultant du contact.

Dans la plupart des modèles prédictifs de formation et de croissance des nuages, la température est la variable la plus importante, puis les propriétés matérielles des particules atmosphériques, pour déterminer si un nuage est composé ou non de gouttelettes d'eau ou de cristaux de glace. Ces nouveaux résultats impliquent qu'il peut également être important de considérer les collisions, ou propriétés dynamiques, qui influencent la surface de l'eau.

Dans l'atmosphère, des gouttelettes d'eau liquide se trouvent fréquemment à des températures inférieures au point de congélation de l'eau (0 degré Celsius) jusqu'à des températures aussi froides qu'environ moins 40 degrés Celsius. Ces gouttelettes de liquide froid sont appelées « surfondues ». Les gouttes surfondues peuvent geler en cristaux de glace en présence d'une classe de petites particules appelées particules de nucléation de glace. Comprendre quelles particules servent de particules de nucléation de glace dans quelles circonstances et à quelles températures est un domaine de recherche actif car la formation de glace dans les nuages ​​​​influence le taux de précipitation, mouvements de nuages ​​à grande échelle, et les propriétés optiques des nuages. Une grande partie de la formation de glace dans l'atmosphère est le résultat de la catalyse par des particules de nucléation de glace, et les nombreux types différents de matériaux de nucléation de la glace sont généralement caractérisés par la température à laquelle ils déclenchent la congélation. Un mystère de longue date est l'observation que les gouttelettes d'eau surfondues gèlent à une température plus élevée lorsqu'une particule de nucléation de glace impacte la surface de l'eau, par rapport à la même particule immergée dans la gouttelette. Les chercheurs ont effectué des expériences en laboratoire où ils ont maintenu la température des gouttelettes constante et agité des gouttes d'eau pure et des gouttes contaminées par une petite quantité d'huile sur deux surfaces différentes. Les gouttes ont été agitées mécaniquement à l'aide d'un haut-parleur à fréquence contrôlée et photographiées avec une caméra à grande vitesse. Avec cette approche, les scientifiques ont détecté si le gel s'est produit et si c'est le cas, quand et où sur les gouttes. Ces résultats expérimentaux montrent que la nucléation de la glace initiée par l'agitation mécanique est fortement liée à la ligne de contact triphasée en mouvement et déformée, suggérant des perturbations de pression comme cause.