Malgré leur petite taille, les aérosols, tels que le sel marin, la poussière et les cendres, jouent un rôle majeur dans l’évolution du temps et du climat. Ces particules diffusent la lumière, servent de point de départ à la formation des nuages et peuvent même déclencher ou limiter les précipitations. Une nouvelle étude menée par des scientifiques atmosphériques de l’Université d’Hawaï à Mānoa a révélé que le littoral peut produire jusqu’à cinq fois la concentration d’aérosols géants de sel marin par rapport à l’océan ouvert et que les nuages côtiers peuvent contenir plus de ces particules que les nuages. au-dessus de l’océan, affectant la formation des nuages et la pluie autour des îles hawaïennes.
Les conclusions sont publié dans la revue Chimie et physique atmosphérique.
« Les interactions aérosols-nuages et les précipitations comptent parmi les plus grandes incertitudes dans les projections du climat futur », a déclaré Katherine Ackerman, auteur principal de l’étude et doctorante en sciences atmosphériques à l’École des sciences et technologies de l’océan et de la Terre de l’UH Mānoa (SOEST). « Parce que l’eau douce est essentielle à la durabilité de la vie sur les îles hawaïennes, il est impératif de prédire avec précision où et combien il pleuvra à mesure que notre climat change. »
« La pluie quotidienne provenant des cumulus est essentielle à la reconstitution de nos eaux souterraines douces, mais la transition d’un nuage à l’autre est encore mal comprise et donc difficile à prévoir », a ajouté Ackerman. « Nous espérons que cette recherche contribuera à améliorer les prévisions de pluie générées par les cumulus des alizés d’Hawaï afin que nous puissions mieux préparer Hawai’i à ce monde en évolution. »
Alison Nugent, professeure agrégée de sciences atmosphériques et auteur principal de l’étude, et son équipe ont développé un instrument imprimé en 3D léger et abordable qui mesure la distribution de la taille des aérosols plutôt que seulement la concentration ou la masse globale des aérosols, comme de nombreuses autres méthodes d’échantillonnage. Ils ont attaché l’appareil à des cerfs-volants, des cannes à pêche et des drones pour échantillonner la façon dont la répartition de la taille du sel marin géant varie selon les altitudes, les emplacements par rapport au littoral et une grande variété de conditions environnementales.
« L’observation régulière in situ des nuages est difficile en raison des efforts nécessaires pour les atteindre », a déclaré Nugent. « Ainsi, une grande partie de nos recherches actuelles se sont concentrées sur les particules géantes de sel marin sur lesquelles se forment les nuages d’Hawaï, et sur la compréhension des mécanismes spécifiques qui influencent la façon dont elles sont produites et où elles peuvent se déplacer après la production. »
Améliorer les prévisions météorologiques
Les vagues qui se brisent sur le rivage produisent une brume composée de gouttelettes d’eau et d’aérosols géants de sel marin. Ces aérosols sont transportés vers les montagnes par les vents terrestres.
« Quiconque va à la plage sur les côtes au vent d’Hawaï a probablement vu ces processus en action, même s’il n’en était pas conscient », a déclaré Ackerman. « Même quand on ne les voit plus, les particules sont toujours là, se déplaçant avec le vent, et éventuellement jusqu’aux nuages. »
« Nous avons identifié la côte comme une source majeure d’aérosols géants de sel marin, ce qui est important pour comprendre leur impact sur nos nuages côtiers », a ajouté Ackerman. « Leur grande taille signifie qu’ils tombent de l’atmosphère beaucoup plus rapidement que les autres types d’aérosols. Il est donc très important d’identifier leurs sites de production pour quantifier leurs impacts potentiels sur l’atmosphère locale. »
Les chercheurs ont également découvert que la hauteur des vagues était le principal indicateur des concentrations d’aérosols géants de sel marin.
« Cette observation semble intuitive : des vagues plus grosses se brisant le long du rivage produiront davantage de brume océanique », a déclaré Ackerman. « Cependant, la plupart des modèles informatiques utilisent la vitesse du vent pour prédire les concentrations d’aérosols de sel marin au-dessus de l’océan, et presque aucun ne reconnaît les côtes comme une source supplémentaire. »
Cette découverte peut être utilisée pour améliorer la prévision météorologique numérique de la formation de nuages près des côtes et des régimes de précipitations dans les îles hawaïennes.
Plus d’information:
Katherine L. Ackerman et al, Mécanismes contrôlant la distribution de la taille des aérosols de sel marin géant le long d’un littoral orographique tropical, Chimie et physique atmosphérique (2023). DOI : 10.5194/acp-23-13735-2023