Les aérosols peuvent intensifier les tempêtes tropicales

Les observations de l'atmosphère terrestre montrent que les tempêtes sont souvent plus fortes en présence de fortes concentrations de très petites particules en suspension, appelées aérosols. Les tempêtes sont plus intenses sous les tropiques, par exemple, parce que la concentration d'aérosols est plus élevée à la fois par les sources naturelles et par les activités humaines.

Bien que les scientifiques aient observé un lien entre les aérosols et les tempêtes pendant des décennies, la raison de cette association n'est toujours pas bien comprise.

Un aérosol est une collection de particules fines en suspension dans l'air et qui sont générées à la fois par des processus anthropiques, tels que la combustion de la biomasse, l'émission de pollution par les usines et par les gaz d'échappement des voitures, et par des phénomènes naturels tels que les éruptions volcaniques et les tempêtes de poussière.

Dans l'atmosphère, les aérosols peuvent agir comme des germes pour la formation des nuages. Les particules en suspension servent de surfaces dans l'air sur lesquelles la vapeur d'eau environnante peut se condenser pour former des gouttes qui collent ensemble comme un nuage. Les gouttelettes dans le nuage entreront en collision et fusionneront pour former des gouttelettes plus grosses qui finiront par tomber sous forme de pluie.

Lorsque les aérosols sont très concentrés, les nombreuses particules minuscules forment de minuscules gouttelettes de nuage qui ont peu de chances de fusionner. La question de savoir comment ces nuages chargés d'aérosols génèrent des tempêtes est une question ouverte.

Une étude récente menée par des scientifiques du MIT a découvert un nouveau mécanisme par lequel les aérosols peuvent intensifier les tempêtes dans les régions tropicales. Tim Cronin, professeur adjoint de science atmosphérique au MIT, et son co-auteur Tristan Abbott, ont découvert que, grâce à des simulations idéalisées de la dynamique des nuages, des concentrations élevées d'aérosols peuvent augmenter l'activité des tempêtes en augmentant l'humidité de l'air autour du des nuages.

Les aérosols favorisent la formation des tempêtes

En recherchant dans la littérature sur la dynamique des nuages, l'équipe a trouvé des travaux antérieurs qui indiquaient une relation entre la température des nuages et l'humidité de l'air environnant. L'un des mécanismes découverts était que si l'air environnant est relativement humide, le nuage deviendra plus chaud en s'évaporant et augmentera plus rapidement, générant un courant ascendant qui peut se transformer en tempête.

Cronin et Abbott se sont demandé si ce mécanisme pouvait expliquer le lien des aérosols avec l'activité des tempêtes. Car, si un nuage contient de nombreuses particules d'aérosol qui suppriment la pluie, il peut évaporer plus d'eau dans l'environnement. Cela pourrait augmenter l'humidité de l'air ambiant, offrant un environnement plus favorable à la formation d'orages.

Ils ont constaté que les nuages bas avec de fortes concentrations d'aérosol étaient moins susceptibles de pleuvoir. Ces nuages ont évaporé l'eau vers leur environnement, créant une couche d'air humide qui a facilité la montée rapide de l'air à travers l'atmosphère comme de forts courants ascendants sous la forme d'une tempête.

«Après avoir établi cette couche d'humidité relativement faible dans l'atmosphère, vous obtenez une bulle d'air chaud et humide qui peut agir comme une graine pour une tempête», explique Abbott.

Ce mécanisme, qu'ils ont surnommé «l'entraînement d'humidité», dans lequel des nuages chargés d'aérosols se mélangent et modifient l'humidité de l'air environnant, semble être au moins une explication de la façon dont les aérosols conduisent à la formation des tempêtes, en particulier dans les régions tropicales où l'air en général est relativement humide.