Un groupe de recherche de l’Université de Nagoya au Japon a développé un modèle pour clarifier l’importance d’analyser la formation des nuages à partir de particules humaines et naturelles. Étant donné que de nombreux modèles climatiques simplifient la formation de particules atmosphériques à partir de vapeurs organiques, ces découvertes pourraient conduire à des prévisions plus précises du changement climatique et du réchauffement climatique.
Les matières organiques primaires sont des gaz ou des particules émis principalement par la combustion de combustibles fossiles, les procédés industriels et la combustion de plantes et d’arbres. Lorsque ces composants pénètrent dans l’atmosphère, ils interagissent avec l’oxygène atmosphérique et la lumière du soleil. Ce processus les convertit en aérosols organiques secondaires, un constituant majeur des particules PM2,5 qui nuit à la santé et au climat.
Un sous-ensemble de ces aérosols peut même servir de noyaux de condensation des nuages, qui, comme leur nom l’indique, forment le noyau autour duquel se forment les nuages. De tels changements dans les propriétés des nuages affectent leur capacité à réfléchir à la fois le rayonnement à ondes courtes et à ondes longues, influençant par conséquent l’équilibre radiatif de la Terre.
Le professeur agrégé Hitoshi Matsui de la Graduate School of Environmental Studies de l’Université de Nagoya plaide pour l’importance de la distribution de ces noyaux de condensation nuageuse dans les régions éloignées, en particulier au-dessus des océans Pacifique et Atlantique. « Comme les zones océaniques éloignées couvrent une grande partie (environ les deux tiers) de la surface de la Terre, les nuages éloignés jouent un rôle essentiel dans la détermination de l’équilibre radiatif de la Terre », a-t-il déclaré. « Comprendre les facteurs déterminants des noyaux de condensation des nuages dans les régions éloignées est donc utile pour créer des projections climatiques fiables. »
En collaboration avec Liu Mingxu, également à l’Université de Nagoya, Matsui a combiné un modèle aérosol-climat avec des mesures d’avions pour évaluer l’ampleur de la formation et de la croissance des aérosols organiques secondaires. Leur étude a révélé que le processus de formation et de croissance des particules fines atmosphériques, quelque chose qui n’est pas pris en compte dans de nombreux modèles climatiques, influence le nombre de noyaux de condensation des nuages dans les régions éloignées. Leurs découvertes sont parues dans Lettres de recherche géophysique.
Les chercheurs ont découvert que la formation de noyaux de condensation des nuages à partir d’aérosols organiques secondaires affecte les nuages. « Les noyaux de condensation des nuages formés à partir d’aérosols organiques secondaires améliorent la capacité des nuages à réfléchir la lumière du soleil vers l’espace », explique Matsui. « Cela signifie que les aérosols organiques secondaires ont le potentiel d’augmenter l’ampleur de l’effet de refroidissement des nuages sur le climat. »
Pour étudier l’effet de la formation de nuages à partir d’aérosols organiques secondaires sur le forçage radiatif des nuages, le groupe de recherche a également examiné les tendances de l’époque préindustrielle à nos jours. Le forçage radiatif des nuages fait référence à l’effet des nuages sur la quantité de rayonnement émise vers l’espace ou absorbée par la Terre et l’atmosphère.
Ils ont découvert que la contribution fractionnelle des aérosols organiques secondaires aux noyaux de condensation des nuages était plus importante à l’époque préindustrielle qu’aujourd’hui, et que l’effet de refroidissement des nuages par les aérosols organiques secondaires était également plus important à l’époque préindustrielle qu’aujourd’hui. .
« Notre étude a révélé que la formation de particules secondaires atmosphériques est l’un des principaux processus qui détermine le nombre de noyaux de condensation des nuages dans les régions éloignées », explique Matsui.
« L’implication la plus importante de nos recherches est de guider les modèles climatiques afin d’améliorer la précision de la modélisation du forçage radiatif des nuages et de mieux prédire les changements climatiques futurs. L’effet des particules atmosphériques agissant comme noyaux de condensation des nuages pour modifier les propriétés des nuages est incertain dans la prédiction de Nous nous attendons à ce que ce soit une découverte importante qui conduira à une prévision plus précise du futur changement climatique et du réchauffement de la planète.
Plus d’information:
Mingxu Liu et al, La formation d’aérosols organiques secondaires régule les noyaux de condensation des nuages dans la troposphère mondiale éloignée, Lettres de recherche géophysique (2022). DOI : 10.1029/2022GL100543