Climat : selon le Cern, les arbres influent sur la formation des nuages ! Par Laurent Sacco

Climat : selon le Cern, les arbres influent sur la formation des nuages !

La Terre est un système dynamique avec des couplages et des boucles de rétroactions complexes entre atmosphère, hydrosphère, biosphère et même l’intérieur du globe. Les membres de l’expérience Cloud au Cern viennent de l’illustrer à nouveau en montrant que la formation des nuages peut être reliée à des émissions de vapeurs par les arbres. Le climat de la planète est donc influencé par sa couverture forestière.

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Une vue de l'expérience Cloud avec sa chambre de 3 m de diamètre en acier inoxydable, contenant de l'air humidifié ultrapur et des traces de gaz choisis. Elle est placée sur la trajectoire d'un faisceau de pions chargés qui simule les rayons cosmiques ionisants.

Au Cern, on ne fait pas qu’étudier les noyaux exotiques et le boson de Higgs ou encore chasser les particules de matière noire avec l’expérience Osqar (Optical Search of QED vacuum magnetic birefringence, Axion and photon Regeneration). Les chercheurs y tentent également de mieux comprendre la physique de la formation des nuages avec l’expérience Cloud Cosmics Leaving Outdoor Droplets). Cette chambre à brouillard (couplée à une chambre de réaction) alimentée par le Synchrotron à protons (PS) du Cern est utilisée pour étudier un lien possible entre les rayons cosmiques galactiques et la formation des nuages.

Les conditions de température et de pression de n’importe quel endroit de l'atmosphère sur Terre peuvent y être recréées et il est possible aussi de moduler l’intensité des faisceaux de particules reproduisant l’effet des rayons cosmiques sur la nucléation des gouttes d’eau.

Cet instrument permet ainsi d'étudier notamment la formation des aérosols qui peuvent servir de noyaux de condensation et donc leur influence sur la formation des nuages. Comme ces derniers modifient les transferts radiatifs dans l’atmosphère, ce genre d'expérience peut faire la lumière sur des phénomènes mal compris jouant un rôle plus ou moins important dans l’évolution du climat de notre planète.

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Le chêne de Tronjoly, à Bulat-Pestivien en France, est âgé d'environ 1.700 ans. Il semble qu'en émettant une molécule appelé alpha-pinène, largement répandue parmi les végétaux terrestres, les arbres des forêts influent sur la formation des nuages.

Récemment les membres de la collaboration Cloud ont publié dans Science un article concernant l’impact de certains aérosols émis pas les arbres des forêts sur la formation des nuages. Selon le porte-parole de Cloud, Jasper Kirkby, « c'est un résultat très important, car il identifie un ingrédient clé responsable de la formation de nouvelles particules d’aérosol dans une grande partie de l’atmosphère. Or les aérosols, avec leur influence sur les nuages, ont été reconnus par le Giec comme la plus grande source d’incertitude dans les modèles climatiques actuels ».

Acide sulfurique et alpha-pinène : une recette pour les nuages

Les membres de Cloud, qui compte parmi ses membres des physiciens de l'atmosphère, des physiciens du Soleil, ainsi que des physiciens des rayons cosmiques et des particules provenant de 18 instituts de 9 pays, ont découvert que les vapeurs biogènes émises par les arbres pouvaient se combiner, au terme de réactions d’oxydation dans l’atmosphère, avec l’acide sulfurique qu’elle contient.

Résultant de cette combinaison, apparaissent des particules atmosphériques dont le taux de formation augmente fortement sous l’action des rayons cosmiques galactiques mais seulement quand les concentrations d’acide sulfurique et de vapeurs biogènes oxydées sont relativement faibles. Ces particules favorisent à leur tour la nucléation des gouttes d’eau et donc la formation des nuages. L'inclusion de ce mécanisme dans un modèle global de formation photochimique des aérosols semble permettre de reproduire des variations saisonnières observées. La concentration des aérosols augmenterait ainsi, expliquent les auteurs, en réponse à l’augmentation globale des émissions biologiques des forêts durant l'été septentrional.

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