Les particules d'air flottantes à la suite de catastrophes et d'autres événements géologiques peuvent avoir un impact durable sur la vie sur Terre, et un nouveau modèle s'appuyant sur la théorie du chaos semble aider à prédire comment ces particules se déplacent, avec un œil sur les applications de géo-ingénierie. Tímea Haszpra a développé un modèle pour suivre les particules lorsqu'elles voyagent autour du globe. En l'utilisant, elle a généré des cartes qui peuvent être utilisées pour prédire comment les particules seront dispersées au-dessus du monde. Cette image montre la distribution géographique de la durée de vie tau des particules initialisées uniformément sur le globe, 1er janvier 2016, 00 UTC au niveau de pression 500 hectopascals (environ 5,5 kilomètres d'altitude). Le rayon des particules est de 5 micromètres, la densité des particules est de 2, 000kg/m3. Crédit :Timea Haszpra
Les particules d'air flottant à la suite de catastrophes et d'autres événements géologiques à grande échelle peuvent avoir un impact durable sur la vie sur Terre. Les cendres volcaniques peuvent être projetées jusqu'à la stratosphère et stopper le trafic aérien en s'attardant dans l'atmosphère pendant des mois. Les particules provenant d'accidents industriels ont le potentiel de parcourir des hémisphères entiers avant de tomber au sol. Un nouveau modèle s'appuyant sur la théorie du chaos, et publié dans le le chaos , des éditions AIP, cherche à aider à prédire comment les particules se déplacent dans de tels événements en vue des applications potentielles de la géo-ingénierie pour lutter contre le changement climatique.
En utilisant les données de vent disponibles, Le chercheur Tímea Haszpra a développé un modèle pour suivre les particules d'air lorsqu'elles voyagent autour du globe. En l'utilisant, elle a généré des cartes qui peuvent être utilisées comme atlas pour prédire comment les particules, comme les cendres volcaniques ou la pollution, seront dispersés au-dessus du monde.
"L'un des aspects les plus surprenants de la recherche est le large éventail de durées de vie individuelles, " dit-elle. " La durée de vie variait d'environ deux à 150 jours pour les particules de cendres volcaniques typiques. Plus de 10 % des particules plus petites survivent dans l'atmosphère jusqu'à un an, et plus de 1% survivent deux ans."
Le mouvement des particules atmosphériques présente un comportement de type fractal, et lorsque les données sont spécialement filtrées, un objet qui régit le mouvement chaotique des particules et s'appelle une selle chaotique peut être trouvé. Les trajectoires de chaque particule simulée présentent des propriétés qui sont transitoirement réunies par les changements dans le flux de l'atmosphère, comme s'asseoir sur la selle, avant de tomber de la selle et, par conséquent, tombant sur Terre.
En général, elle a découvert que les particules provenant de la zone autour de l'équateur restent dans l'atmosphère le plus longtemps, et les particules plus petites qu'un micron pourraient rester dans l'atmosphère pendant des années avant de tomber.
La durée de vie moyenne d'une particule dans l'air est d'environ un mois, mais ils ont également découvert que les particules dans une zone d'une carte pouvaient être dans l'air jusqu'à 10 fois plus longtemps que les particules à proximité sur la carte. La répartition de ces durées de vie dans le monde variait selon la saison.
Pour illustrer les concepts de l'article, Haszpra a créé un jeu en ligne, appelé RePLaT-Chaos, qui permet aux joueurs d'apprendre le sujet de l'advection atmosphérique en créant et en testant leurs propres éruptions volcaniques.
Haszpra pense que ses découvertes peuvent éclairer les efforts futurs qui ont été suggérés pour utiliser des particules d'air réfléchissant le soleil pour contrer le changement climatique. Elle prévoit d'étendre ce travail en incorporant des données météorologiques historiques et des modèles climatiques pour mieux comprendre comment la dispersion des particules pourrait changer lorsque le climat change.
