Hervé Henry La vie foisonnante dans l’océan Austral, qui encercle l’Antarctique, contribue à éclaircir les nuages qui s’y forment, selon une étude publiée aujourd’hui dans Atmospheric Chemistry and Physics. Les nuages sont brillants en raison de leur forte densité de gouttelettes d’eau, due à son tour à une chaîne de processus atmosphériques qui se connecte finalement à l’extraordinaire productivité phytoplanctonique de l’océan Austral.
L’étude nous aide à mieux comprendre les processus naturels de development des nuages, explique Gerald “Jay” Mace, professeur de sciences atmosphériques à l’Université de l’Utah et auteur principal de l’étude.
“Nous pouvons utiliser ces connaissances pour améliorer notre compréhension de la façon dont les nuages reflètent la lumière du soleil à l’échelle mondiale”, a déclaré Mace. “Cela, à son tour, est essentiel pour prédire à quel place la Terre se réchauffe et remark les modèles de précipitations changent.”
Nuages et aérosols
Les nuages, avec tout leur component onirique ou pelucheux, ne sont en réalité constitués que de gouttelettes d’eau et de cristaux de glace. comme une particule d’aérosol.
“Dans la plupart des scenarios, la quantité d’eau disponible pour se condenser pour devenir un nuage est fixe”, explique Mace.”
Ainsi, dans les cas où une région de l’atmosphère contient un nombre élevé d’aérosols, les nuages qui se forment disposent de nombreux noyaux de condensation nuageux. La densité des gouttelettes de nuage, ou le nombre de gouttelettes par volume de nuage, est également élevée.
C’est cette densité de gouttelettes que Mace et ses collègues, dont des scientifiques du CSIRO Oceans and Ambiance en Australie et de l’Université de Tasmanie, ont cherché à étudier dans les nuages de l’océan Austral.
À l’aide de données satellitaires, les chercheurs ont examiné les propriétés des nuages dans l’océan Austral pendant les étés entre 2014 et 2019. Ils ont spécifiquement examiné une région entre Madagascar et la Nouvelle-Zélande où des navires de recherche et des avions avaient voyagé au cours de l’été 2017-2018. Les données “au sol” de ces missions de recherche ont soutenu les observations par satellite.
En étudiant les tendances des nuages, les chercheurs ont cherché à déterminer où les nuages avaient voyagé avant d’arriver dans “l’espace aérien” autour de l’Antarctique. Ils ont remarqué une différence significative entre deux ensembles de nuages. Les nuages avec des densités de gouttelettes relativement faibles étaient très susceptibles d’avoir migré depuis des latitudes plus septentrionales, où le sel dans l’air provenant de la pulvérisation d’eau de mer est l’un des principaux noyaux de condensation des nuages.
Mais les nuages avec des densités de gouttelettes relativement élevées étaient in addition susceptibles d’avoir pris naissance au-dessus du continent antarctique et d’être passés uniquement au-dessus des eaux de l’océan Austral. La principale différence entre les zones sources des deux groupes de nuages était la productivité du plancton dans l’océan Austral.
Le plancton, qui pousse en abondance dans les eaux froides et riches en nutriments de l’Antarctique, libère des gaz sulfatés dans le cadre de son métabolisme. Dans l’air estival relativement calme de l’océan Austral, ces gaz peuvent entraîner des réactions chimiques atmosphériques qui forment des aérosols.
“L’ensemble de l’océan circumpolaire est hautement productif, de sorte qu’il existe une source substantial d’aérosols qui se transforme en gouttelettes de nuages”, explique Mace. “Cet aérosol est également transporté vers le nord, et tout l’océan Austral jusqu’aux régions subtropicales connaît un cycle saisonnier dans les propriétés des nuages. Ce cycle saisonnier semble être beaucoup plus significant dans les eaux autour de l’Antarctique, ce qui fait que les nuages ont un nombre de gouttelettes beaucoup as well as élevé et, ainsi, être as well as réfléchissant à la lumière du soleil.”
Cette réflectivité. est nettement moreover élevée dans les nuages aux latitudes les in addition proches de l’Antarctique, au sud d’environ 60° S, que dans les nuages qui se sont formés plus au nord, selon l’étude.
Étudier l’air pur
L’océan Austral offre un cadre idéal pour étudier les processus naturels de development des nuages, automobile il est atmosphériquement isolé du reste du monde. Cela signifie qu’il est exempt d’aérosols produits par des activités anthropiques ou d’origine humaine.
“En science, nous recherchons des expériences contrôlées où toutes les variables étrangères sont supprimées d’une expérience pour isoler le processus d’intérêt”, explique Mace. “L’océan Austral est comme une expérience contrôlée où une grande partie de la variabilité owing à l’influence anthropique et continentale est retirée de l’expérience.”
L’océan Austral joue également un rôle clé dans le climat de la planète. La productivité du plancton aide l’océan Austral à extraire le dioxyde de carbone de l’air et à le “séquestrer” dans la chaîne alimentaire océanique. Mais la productivité de l’océan est liée à la quantité de lumière solaire reçue par ses eaux, qui est liée à la réflectivité des nuages et à la densité des gouttelettes des nuages. C’est un processus qui se déroule dans tous les océans du monde, dit-il, mais qui est moreover prononcé dans l’océan Austral en raison de son isolement des autres sources d’aérosols.
“Parce que le nombre de gouttelettes dans les nuages dépend de la biologie vivant dans la partie supérieure de l’océan”, dit Mace, “nous avons bouclé la boucle”.
