La fumée des incendies empêche la pluie de tomber

La fumée des incendies empêche la pluie de tomber
La fumée des incendies empêche la pluie de tomber
Anonim

Lors de l'extinction des feux de forêt, tout le monde regarde avec espoir dans le ciel les nuages de pluie. Mais ils n'apparaissent toujours pas. Des scientifiques américains au cours de leur expérience se sont assurés que l'apparition de nuages de pluie est entravée par … la fumée des incendies.

Une équipe de chercheurs d'universités de l'ouest des États-Unis a testé expérimentalement le fait connu que de minuscules particules de cendres dans la fumée des incendies de forêt affectent la formation de gouttes de pluie dans les nuages. Cela se traduit potentiellement par une diminution des précipitations et une augmentation de la sécheresse, ce qui contribue davantage à la propagation des incendies.

Un article sur cette étude a été publié dans la revue scientifique Geophysical Research Letters.

Lorsque les incendies de forêt libèrent de la fumée dans l'atmosphère, de minuscules particules de cendres solides provenant d'arbres et d'herbe brûlés sont rejetées dans l'atmosphère avec les gaz de combustion. Les scientifiques ont nommé la suspension de ces particules dans l'air et les produits de combustion des aérosols de fumée. Les gouttelettes d'eau peuvent se condenser sur les particules de fumée d'aérosol dans les cumulus. Et ils se condensent.

Le processus de condensation dépend de la hauteur du nuage dans l'atmosphère, de la composition chimique de l'aérosol, de la forme de ses cristaux et de ses autres propriétés. Par exemple, l'aérosol de cendres volcaniques diffère de l'aérosol de feu de forêt.

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La présence d'aérosols dans les cumulonimbus bas et haut affecte également la capacité des nuages à pleuvoir différemment. Disons que le "champignon" d'une explosion atomique est un nuage rempli de particules solides écrasées par l'explosion de la zone. Et ce cumulonimbus aérosol jusqu'à 20 kilomètres de hauteur ne fait que répandre de fortes averses.

Les scientifiques le savent depuis au moins 60 ans.

On sait également que dans un nuage d'aérosols, contrairement à un nuage "pur", il y a plus de centres de condensation - exactement par le nombre de particules d'aérosol. Cela signifie que le volume d'eau dans le nuage est divisé en un plus grand nombre de gouttes. Il en résulte qu'il y a plus de gouttelettes dans un nuage d'aérosol, et chacune de ces gouttelettes est plus petite que dans un nuage sans aérosol, avec le même volume d'eau dans les deux nuages. Dans ce cas, un nuage avec un aérosol peut ne pas donner de pluie en raison de la trop petite taille de ses gouttelettes.

Plus il y a de gouttelettes dans un nuage, moins il transmet la lumière du soleil et mieux il la réfléchit. C'est-à-dire que le nuage d'aérosols refroidit également la surface sur laquelle il plane.

Et la nouveauté des travaux des chercheurs américains réside dans le fait que pour la première fois ils ont mesuré l'effet des aérosols des feux de forêt sur la probabilité de précipitations sur une région spécifique - l'ouest des États-Unis. Les scientifiques ont étudié la fumée des incendies de forêt dans des cumulus relativement bas - à une altitude de deux à trois kilomètres.

Pour découvrir pourquoi les aérosols de fumée des incendies interfèrent avec la formation de gouttes de pluie dans les cumulus au-dessus des incendies de forêt, des scientifiques américains ont décidé d'échantillonner l'air avec des gouttelettes de cumulus. Ils l'ont fait à bord d'un avion de recherche lors des incendies de forêt de 2018 dans l'ouest des États-Unis.

Il s'est avéré qu'un cumulus d'aérosols de fumée contenait cinq fois plus de gouttes de pluie qu'un cumulus « pur ». Mais la taille des gouttes de pluie dans un nuage de fumée était la moitié de celle d'un nuage sans fumée. Les gouttelettes d'eau dans un cumulus typique atteignent un diamètre d'environ 8 micromètres (0,08 mm). Et dans un cumulus avec des aérosols de fumée provenant d'incendies de forêt au-dessus de l'ouest des États-Unis, le diamètre moyen des gouttelettes s'est avéré être d'environ 4 à 5 micromètres. Une si petite taille des gouttelettes les a empêchées de tomber au sol avec la pluie, estiment les auteurs de l'étude. Rappelons que le diamètre des gouttes de pluie est généralement de 0,5 à 7 millimètres.

"Nous avons été surpris de l'efficacité avec laquelle ces particules [d'aérosols] à prédominance organique forment des gouttelettes dans les nuages et de l'impact considérable qu'elles ont sur la microphysique des nuages", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Cynthia Twohy, du Scripps Institute of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego. …

Dans les nuages élevés, l'ajout de plus de particules d'aérosol peut revigorer le nuage et provoquer de la pluie. Mais pour les cumulus bas, c'est l'inverse qui est vrai, selon les résultats d'une expérience de chercheurs américains, exposés dans un article publié.

"Ce qui m'a vraiment enthousiasmé dans cet article, c'est le lien avec le cycle hydrologique", explique Ann Marie Carlton, chimiste à l'Université de Californie à Irvine qui n'a pas été impliquée dans cette étude sur les précipitations, et la formation de nuages affecte définitivement le cycle hydrologique."

La microphysique des nuages est complexe et les chercheurs, en plus de la plus petite taille des gouttes de pluie, notent également dans leur article d'autres facteurs dans l'effet global de la fumée sur le climat régional. Par exemple, dans les petits nuages, des gouttelettes plus nombreuses et plus petites réfléchissent plus fortement la lumière solaire et refroidissent ainsi la surface de la terre au-dessus de laquelle elles se trouvent.

L'étude menée par des scientifiques américains s'est concentrée sur de petits cumulus qui couvrent environ un quart de l'ouest des États-Unis en été. Cependant, d'autres types de nuages, tels que les hauts cumulonimbus porteurs d'orages et de bourrasques de vent, peuvent présenter des propriétés différentes.

Alors que les pluies estivales diminuent dans l'ouest des États-Unis, Tui pense que les effets induisant la sécheresse prennent le pas sur les phénomènes provoquant la pluie tels que la formation de nuages de pluie.

"Au cours des deux dernières décennies, les précipitations estivales dans la région ont diminué et les températures ont augmenté. Les effets des nuages sont susceptibles d'être une partie importante de ce processus. J'espère que nos résultats serviront d'impulsion pour la modélisation détaillée de la région [atmosphérique] phénomènes qui vont nous aider à évaluer l'impact de la fumée sur les nuages et le climat de la région », note Tui.

Plus tôt, nous avons parlé de la façon dont les scientifiques mesurent la nébulosité et de l'aide apportée par le nouvel appareil russe. Nous avons également écrit que les experts de l'ONU considèrent le changement climatique comme « sans ambiguïté » et « sans précédent », et ont décrit ce qui arrivera à l'environnement si des terres agricoles apparaissent dans l'Arctique.

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