Des particules d’aérosol minuscules pourraient renforcer les nuages convectifs tropicaux
Des recherches récentes indiquent que de minuscules particules d’aérosol pourraient avoir la capacité de renforcer les nuages convectifs tropicaux. Ce phénomène, connu sous le nom de « condensational aerosol convective invigoration », repose sur le développement d’une très haute supersaturation de vapeur d’eau dans les nuages. Lorsque ces conditions se manifestent, des particules d’aérosol supplémentaires peuvent former de nouvelles gouttelettes, augmentant ainsi la condensation, libérant plus de chaleur latente et accélérant potentiellement l’air ascendant à l’intérieur du nuage.
Historiquement, les mes effectuées par des avions n’ont pas détecté les niveaux élevés de supersaturation quasi-stationnaire nécessaires à ce processus. Cela ne signifie pas pour autant que ces conditions n’existent pas dans l’atmosphère. De nombreuses études antérieures ont été menées dans des environnements nuageux où la supersaturation extrême était peu probable, comme dans des nuages relativement pollués ou peu profonds.
Une étude récente publiée dans Advances in Atmospheric Sciences a analysé des observations aériennes collectées lors de l’expérience de NASA sur les nuages, les aérosols et les processus de mousson aux Philippines en 2019. Les chercheurs, provenant de la Chine, des États-Unis et d’Israël, ont estimé la supersaturation quasi-stationnaire en utilisant des mes des vitesses d’ascension et des distributions de taille des gouttelettes. Les résultats montrent que les nuages convectifs tropicaux peuvent atteindre des niveaux de supersaturation bien plus élevés que ceux enregistrés lors d’études antérieures.
La supersaturation a été mesurée à environ 10 % à une température d’environ −5°C, où les régions d’ascension étaient encore majoritairement composées de gouttelettes liquides sur-refroidies. À des températures plus froides, la supersaturation a continué d’augmenter, bien que la formation de glace dans ces régions rende les estimations moins précises.
Un autre soutien à ces résultats provient d’une étude complémentaire, qui a détecté une supersaturation quasi-stationnaire extrême d’environ 11 % dans des ascensions convectives profondes au Texas et en Louisiane. Ces études suggèrent que de hauts niveaux de supersaturation en vapeur d’eau se produisent dans des environnements nuageux où l’invigorisation convective par les aérosols est plus susceptible de se produire.
Les observations ne prouvent pas que les aérosols ont renforcé les nuages observés, mais elles montrent que les conditions atmosphériques nécessaires à cette invigoration peuvent se développer dans des nuages convectifs tropicaux réels. Une supersaturation élevée agit comme un « carburant » pour des particules d’aérosol fines ou ultrafines supplémentaires, permettant de former davantage de gouttelettes, ce qui pourrait renforcer les ascensions des nuages.
Les chercheurs prévoient de tester ce processus plus directement à travers des campagnes aériennes dédiées, comparant des nuages convectifs tropicaux propres et pollués, en mettant l’accent sur les régions d’ascension puissantes. L’objectif ultime est d’améliorer la compréhension physique et la prévision des effets des aérosols sur la convection profonde, les précipitations, la foudre et le climat.
Source : Advances in Atmospheric Sciences
