Comprendre le secret de l’air le plus pur de la Terre

L’océan Austral est célébré pour sa qualité d’air immaculée, longtemps un mystère jusqu’à ce que des découvertes récentes éclairent le mystère.

La propreté n’est pas uniquement due à une activité humaine limitée. Bien que la région connaisse une utilisation minimale de produits chimiques industriels et de combustion de combustibles fossiles, des sources naturelles telles que le sel marin provenant des éclaboussures ou de la poussière entraînée par le vent contribuent également.

Les aérosols, qui sont de fines particules solides ou des gouttelettes liquides dans l’air, définissent la propreté de l’atmosphère, quel que soit leur origine – qu’elle soit naturelle ou industrielle.

Notre dernière étude révèle que les nuages et la pluie sont cruciaux dans la purification de l’atmosphère.

Explorer l’impact des nuages et de la pluie

Les concentrations d’aérosols dans l’océan Austral sont influencées par divers facteurs, notamment les niveaux d’éclaboussures de sel et les fluctuations saisonnières de la croissance du phytoplancton, qui produisent des particules de sulfate en suspension dans l’air.

La production de sulfate diminue pendant l’hiver, coïncidant avec le pic de qualité de l’air de la région.

Cependant, cela ne constitue pas toute l’histoire. L’océan Austral se distingue comme la zone la plus nuageuse au niveau mondial, avec des averses de pluie brèves et uniques. Notre objectif était d’élucider comment les nuages et la pluie contribuent à la purification de l’air.

La compréhension de ces processus a été difficile en raison du manque de données de haute qualité sur les nuages, les précipitations et les aérosols dans cette région peu surveillée.

Heureusement, la technologie satellitaire avancée offre désormais des images détaillées des nuages. Nous avons développé un programme pour identifier divers motifs de nuages à travers l’immensité de l’océan Austral, en mettant l’accent sur les formations distinctives en forme de rayons. Ces nuages jouent un rôle significatif dans la régulation du climat.

Lorsqu’une cellule en forme de rayon est remplie de nuages ou “fermée”, elle apparaît plus blanche, reflétant plus de lumière solaire et refroidissant la Terre. En revanche, les cellules “ouvertes” permettent une pénétration plus importante de la lumière solaire.

La complexité de ces motifs pose des défis dans la modélisation précise du climat terrestre ; il est donc crucial de tenir compte de l’équilibre entre les cellules ouvertes et fermées pour éviter d’importantes divergences.

L’état des cellules en forme de rayon impacte également le potentiel de précipitations. Ces cellules, d’un diamètre de 40 à 60 km, sont visibles depuis l’espace, ce qui permet des études basées sur les satellites.

Notre étude s’aligne bien avec le lancement ce mois-ci d’une expérience sur les nuages et les précipitations au Cap Grim en Tasmanie, visant à recueillir des données de haute résolution sur les nuages, la pluie et la lumière solaire.

Retirer les aérosols de l’atmosphère

Nous avons analysé les motifs de nuages en forme de rayons en utilisant des données d’aérosols provenant de l’observatoire de Kennaook/Cape Grim et des enregistrements de précipitations d’un pluviomètre à proximité. Nos résultats ont révélé que les jours avec l’air le plus pur étaient corrélés avec des nuages en forme de rayons ouverts, probablement en raison de leur capacité à produire des averses de pluie intenses qui nettoient les particules d’aérosols.

De manière intéressante, les cellules ouvertes, malgré leur apparence moins nuageuse, retiennent plus d’humidité et produisent six fois plus de pluie que les cellules remplies et fermées. Ce résultat contre-intuitif signifie que moins de couverture nuageuse vue par satellite conduit souvent à des averses de pluie plus efficaces pour l’élimination des aérosols, tandis que les apparences plus nuageuses sont moins efficaces.

Pendant les mois d’hiver les plus propres, les motifs de rayons ouverts étaient prédominants. De plus, notre analyse indique que les systèmes météorologiques à grande échelle dictent l’apparence du champ de nuages, avec les mouvements de tempête créant à la fois des cellules de rayons ouvertes et fermées.

Air plus propre et amélioration des prévisions climatiques

Notre étude offre un aperçu significatif de la qualité de l’air immaculé de l’océan Austral, mettant en lumière les précipitations, en particulier des nuages en forme de rayons ouverts et clairs, comme le facteur clé de la purification de l’air. Nous avons été les premiers à identifier le rôle essentiel de ces nuages dans le nettoyage de l’air traversant l’océan Austral.

Des motifs de nuages en forme de rayons similaires apparaissent dans l’Atlantique Nord et le Pacifique Nord pendant l’hiver, suggérant que nos résultats peuvent également expliquer l’élimination des aérosols dans ces régions, aidant à affiner les modèles climatiques pour des prévisions plus précises.

La pluie élimine efficacement les aérosols de l’atmosphère, de la même manière qu’une machine à laver nettoie les vêtements. Après le passage d’un front froid, l’air devient nettement plus propre, bénéficiant à ceux qui se trouvent sur la côte sud de l’Australie alors que de l’air frais balaye l’océan Austral.

Nous exprimons notre gratitude au CSIRO, à l’ANSTO et au Bureau de météorologie pour leurs précieuses contributions à cette recherche.

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Lisez l’article original sur : Science Alert

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