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-111 °C : un froid record observé au sommet d’un cumulonimbus !

Image d'illustration. Crédits : Pixabay.

Selon de récents travaux, le record du sommet nuageux le plus froid jamais observé sur Terre remonte à décembre 2018. Les auteurs de l’étude rapportent en outre que le nombre de sommets orageux extrêmement froids a notablement augmenté au cours des 20 dernières années. Les résultats sont publiés dans la revue Geophysical Research Letters ce 22 mars.

En novembre 2019, nous évoquions l’observation d’une température minimale de -109,4 °C au sommet de nuages d’orage accompagnant le typhon Kammuri aux Philippines. La température mesurée par le radiomètre du satellite à orbite polaire NOAA-20 se présentait alors comme la plus froide jamais reportée pour un sommet nuageux.

Toutefois, une analyse rétrospective publiée ce 22 mars a mis au jour l’existence de valeurs encore plus basses. En effet, le 29 décembre 2018, ce même satellite relevait un minimum de -111,2 °C au sommet d’un système convectif situé à l’ouest du Pacifique tropical. Une température environ 30 °C inférieure à la moyenne d’un sommet typique. Incidemment, l’instrument n’a pas survolé les cumulonimbus au moment du pic d’activité, ce qui laisse penser que le minimum réel était encore plus bas.

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Température de brillance mesurée par le satellite NOAA-20 le 29 décembre 2018. Les cellules orageuses sont bien caractérisées, l’une d’elles possédant des sommets pénétrants extrêmement froids (taches en bleu clair). Les températures se déclinent en Kelvin (Kelvin – 273,15 pour obtenir la température en °C). Crédits : Simon Richard Proud & al. 2021.

Un froid record, signature d’un développement très profond de la convection orageuse

Ces températures exceptionnellement basses témoignent de mouvements verticaux particulièrement intenses : les vigoureuses ascendances propulsent les parcelles d’air si haut qu’elles pénètrent localement la stratosphère. Aussi, l’importante baisse de pression qui en résulte les amène en conditions de froid extrême. Un phénomène qui s’accompagne d’une excroissance cumuliforme surplombant le reste de la couche nuageuse sommitale (l’enclume). On parle à ce titre de sommet protubérant ou pénétrant.

Lors de l’évènement de décembre 2018, ce dernier était si profond qu’il a porté l’altitude maximale du cumulonimbus à 20,5 kilomètres. Si l’on part du principe qu’en stratosphère les parcelles d’air se refroidissent d’environ 7 °C par kilomètre, on peut estimer que le sommet protubérant dépassait de l’enclume d’à peu près 2 kilomètres. Une vigueur que les chercheurs relient à des eaux anormalement chaudes et à un régime météo très favorable à grande échelle. En particulier, à une importante phase humide de l’Oscillation de Madden-Julian. « Cet orage a atteint une température sans précédent qui repousse les limites de ce que les capteurs satellites actuels sont capables de mesurer » relate Simon R. Proud, auteur principal du papier.

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Exemple de sommets protubérants, ici plutôt modestes. Crédits : flickr.

Un autre point soulevé par les scientifiques est que ces évènements de sommets orageux extrêmement froids paraissent se multiplier. « Au cours des 20 dernières années, il semble que les orages très froids deviennent un peu plus courants – avec le même nombre de températures extrêmement basses au cours des 3 dernières années qu’au cours des 13 années précédentes » avance le chercheur. Un signal important puisque des cumulonimbus très froids tendent à donner lieu à des orages plus violents. Toutefois, il conviendra de vérifier s’il s’agit d’une réelle tendance climatique ou bien d’un effet lié à notre meilleure observation des détails fins des sommets nuageux.

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