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En Amazonie, les feux de forêt perturbent la formation des nuages de pluie

Crédits : flickr.

Un ensemble d’observations effectuées en Amazonie par des chercheurs brésiliens révèle l’impact des incendies sur le développement des nuages de pluie. Les résultats ont récemment été publiés dans la revue Communications Earth & Environment.  

Les processus qui déterminent la température à laquelle les gouttelettes d’eau nuageuses évoluent en cristaux de glace restent assez mal connus. Si l’on sait depuis longtemps que l’eau ne gèle pas à 0 °C dans les nuages, mais reste parfois liquide jusqu’à des températures de -30 °C, la multiplicité des interactions avec l’environnement naturel et urbain rend la question particulièrement complexe.

Une campagne d’observation ciblée sur l’Amazonie

Pourtant, la composition des nuages participe activement au bilan énergétique planétaire et au cycle de l’eau. En favorisant les précipitations, les cristaux de glace diminuent par exemple la durée de vie des nuages, ce qui peut alors augmenter la quantité d’énergie solaire absorbée par la Terre et donc influencer le climat régional, voire global.

Aussi, pour en savoir plus, un groupe de chercheurs a étudié quinze ans de données satellitaires, de cartes photométriques et de champs de réanalyse atmosphérique au-dessus du bassin amazonien. L’objectif était de mesurer avec précision la température de glaciation à l’intérieur des nuages d’orage qui surplombent la forêt tropicale. La période d’analyse s’étend de 2000 à 2014 et les résultats obtenus sont à la hauteur des espérances.

Amazonie aérosols
Variation de la température de glaciation (axe vertical) en fonction de la quantité d’aérosols dans la colonne atmosphérique (axe horizontal). Les courbes de couleur indiquent des conditions plus sèches (rouge) ou plus humides (bleu) que la moyenne. Crédits : Alexandre L. Correia & coll. 2021.

Un couplage étroit entre processus physiques et chimiques

Les résultats montrent que cette température est déterminée par la combinaison essentielle de trois facteurs : l’humidité de l’air, le rayonnement (solaire ou infrarouge) et les aérosols. Ces derniers sont des particules liquides ou solides en suspension dans l’air, exception faite des particules nuageuses. Quand arrive la saison des pluies entre décembre et avril, ces aérosols sont essentiellement des pollens, des sels de mer, des micro-organismes ou des condensats de gaz émis par la végétation (par exemple, les composés organiques volatils).

Toutefois, les scientifiques ont constaté durant leur recherche qu’au moment de la saison des incendies, la charge d’aérosols provenant des feux changeait la température de glaciation, et donc le fonctionnement interne des nuages de pluie. En conditions humides, les particules de fumée retardent le passage de l’eau en glace et la température de glaciation devient par conséquent plus froide. Inversement, en conditions relativement sèches, les fumées favorisent le processus de gel et augmentent ladite température.

« L’influence des nuages sur le climat est très importante. C’est le sujet le plus complexe dans les modèles climatiques qui visent à prévoir ce qui se passera sur ce thème à l’avenir », rappelle Alexandre L. Correia, auteur principal de l’étude. « Aussi, toute amélioration de la connaissance du fonctionnement des nuages est une contribution majeure à l’avancement de la science du climat ».