Même les plus petites particules de pollution peuvent influencer le cycle des pluies en Amazonie

Même Les Plus Petites Particules De Pollution Peuvent Influencer Le

Une étude publiée dans la revue scientifique Avancées scientifiques souligne que même les particules de pollution les plus fines peuvent avoir un impact sur les mécanismes de formation et de développement des nuages, modifiant le régime des précipitations en Amazonie.

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Les petits aérosols expulsés par les usines ou les pots d’échappement des voitures, par exemple, grossissent très vite, atteignant une taille jusqu’à 400 fois plus grande, ce qui interfère avec la formation des gouttes de pluie en Amazonie. Image : Paolo Bona –

Menées dans la ville de Manaus (AM), les recherches ont montré que, grâce à un processus chimique connu sous le nom d’oxydation, les petits aérosols expulsés par les usines ou les pots d’échappement des voitures, par exemple, grossissent très rapidement, atteignant une taille jusqu’à 400 fois supérieure. Et cela interfère avec la formation de gouttes de pluie.

« Comprendre les mécanismes de formation des nuages ​​et des précipitations en Amazonie est un grand défi en raison de la complexité des processus physico-chimiques non linéaires dans l’atmosphère », explique Paulo Artaxo, professeur à l’Institut de physique de l’Université de São. Paulo (IF-USP) et auteur de l’étude.

Selon l’agence FAPESP, la découverte par des chercheurs brésiliens et nord-américains augmente la précision des modèles et des simulations mathématiques du changement climatique. « Ces nanoparticules de pollution [com menos de 10 nanômetros] était autrefois négligée dans les calculs et les modèles atmosphériques. L’attention s’est portée sur les particules de plus de 100 nanomètres, car ce sont elles qui agissent comme le noyau de condensation des nuages. [onde o vapor de água condensa e forma gotículas] et modifier le régime des précipitations. Avec cette étude, nous avons montré que, tout au long de leur trajectoire dans l’atmosphère, les plus petites particules s’oxydent et croissent rapidement jusqu’à atteindre la taille nécessaire pour devenir un noyau de condensation », explique Luiz Augusto Machado, professeur à l’IF-USP et co-auteur de l’article. .

Selon les auteurs, les données ont été collectées à l’aide d’avions qui ont survolé la région de Manaus à basse altitude, couvrant environ 100 km du panache de pollution produit dans la métropole entre 2014 et 2015.

Le travail a été soutenu par la Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) par le biais de la campagne scientifique Green Ocean Amazon (GoAmazon) et d’un projet thématique – tous deux liés au programme de recherche de la FAPESP sur le changement climatique mondial (PFPMCG).

Amazon est un laboratoire à ciel ouvert

« On savait peu de choses sur le rôle de ces nanoparticules dans les régimes pluviométriques. Il s’avère que la région de Manaus est un lieu unique au monde, un laboratoire à ciel ouvert. C’est une mégapole entourée de forêts et loin des autres villes. Par conséquent, cela nous permet de comprendre comment une métropole modifie un environnement similaire à celui de l’ère préindustrielle », explique Machado.

Les aérosols sont des particules – solides ou liquides – en suspension dans l’air. Ils peuvent être produits naturellement par la forêt, sous forme de particules primaires, ou secondairement dans l’atmosphère à partir de précurseurs gazeux (COV) émis par les forêts (aérosols organiques secondaires), par exemple, ou – comme étudié dans cette étude – par les activités humaines, telles que brûler des combustibles fossiles.

Selon Machado, les aérosols de moins de 10 nanomètres, lorsqu’ils sont rejetés en Amazonie par les gaz d’échappement des véhicules, par l’industrie ou lors de la production d’électricité, forment une sorte de panache de pollution qui se déplace vers le sud-ouest (à cause des vents). Les chercheurs ont estimé que c’est au cours de ce trajet que les particules croissent rapidement.

« Il est très difficile d’évaluer l’effet des particules sur la pluie, car il existe un grand nombre de variables atmosphériques qui interfèrent dans cette relation. Par conséquent, nous comparons la ligne de pollution avec les zones environnantes, qui sont en dehors du panache de pollution. Ce que nous remarquons, c’est que cette particule grossit rapidement. À 10 km de Manaus, il est déjà plus gros et à 30 km, il est possible qu’il ait déjà atteint une taille suffisante pour devenir un noyau de condensation, interférant avec la formation de gouttes de pluie », dit-il.

Selon la nouvelle approche, les mécanismes de formation des nuages ​​sont complexes et dépendent de nombreux paramètres atmosphériques. Dans le cas de petits aérosols, ils vont gêner la condensation des gouttes de pluie.

Cependant, selon les conditions atmosphériques et surtout la formation de nuages ​​à un moment donné, les pluies peuvent être intensifiées ou réduites.

Machado explique que, comme il y a beaucoup de particules, lorsque le panache de pollution entre en contact avec un nuage, il y a une compétition pour la vapeur d’eau qui s’y trouve, ce qui réduit la taille des gouttes.

« Pour qu’il pleuve, il faut que les gouttes aient une certaine taille. C’est ce que nous appelons la vitesse terminale de la gouttelette, qui doit être inférieure au mouvement de l’air qui monte. Sinon, le nuage aura beaucoup de petites gouttelettes et la pluie ne tombera pas », explique-t-il.

Machado souligne cependant que si un vent vertical très fort se produit, il peut transporter cette grande quantité de gouttelettes à une altitude plus élevée, formant des particules de glace, qui peuvent générer une tempête intense.

«Nous avons réalisé que, à mesure que ce matériau particulaire se développe, il devient un noyau de condensation. Lorsque vous trouvez un petit nuage faible [nuvem quente], Il pleut un peu. L’aérosol réduit les précipitations. Mais si le nuage gagne en puissance et devient un cumulonimbus [de grande desenvolvimento vertical], par exemple, les aérosols augmentent les précipitations. Autrement dit, même ces petites particules de pollution ont une influence sur la formation de la pluie », détaille le chercheur.

Selon les auteurs, l’étude devrait se poursuivre sous une forme élargie, capturant de nouvelles données. L’équipe réalisera cette année l’expérience Cafe-Brasil (Chimie de l’Atmosphère : Expérience de Terrain au Brésil) à l’aide d’un avion allemand pouvant voler à 15 km d’altitude.

Artaxo explique que des études similaires utilisant la télédétection sont également menées à la tour ATTO, haute de 325 mètres, au milieu de l’Amazonie.

« Dans cette étude que nous publions maintenant, nous avons collecté les données grâce à des vols à basse altitude. [4 mil metros]. L’avion allemand que nous allons utiliser pour nos prochaines collections est l’un des avions de laboratoire les plus sophistiqués qui existent. De cette façon, nous pourrons réaliser une expérience pour comprendre les problèmes physico-chimiques fondamentaux dans la production d’aérosols, de nuages ​​et de précipitations qui restent encore un mystère pour nous », déclare Artaxo.

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