Pendant la saison des pluies dans la forêt amazonienne, de fortes pluies l’après-midi sont courantes. La formation des nuages et des précipitations dépend de minuscules particules présentes dans l’air, appelées noyaux de condensation des nuages, qui fournissent une surface sur laquelle la vapeur d’eau peut se condenser en gouttelettes nuageuses. Mais d’où viennent ces cœurs de cloud ? Une équipe internationale de chercheurs d'Allemagne, du Brésil, de Suède et de Chine a découvert que les précipitations déclenchent régulièrement des explosions de nanoparticules pouvant se développer en noyaux de condensation dans les nuages.
Les scientifiques sont arrivés à cette conclusion en analysant une grande quantité de données à long terme sur les particules d'aérosols, les gaz traces et les conditions météorologiques fournies par l'Amazon Alto Tower Observatory (ATTO). ATTO est situé au cœur de la forêt amazonienne, à environ 150 kilomètres au nord-est de Manaus, au Brésil, et est équipé d'instruments avancés et d'une tour de mesure de 325 mètres de haut. Il est dirigé par des scientifiques allemands et brésiliens.
"La pluie élimine les particules d'aérosol et introduit l'ozone de l'atmosphère dans la canopée forestière", explique Luiz Machado, premier auteur de l'étude publiée dans la revue Nature Geoscience. "L'ozone peut oxyder les composés organiques volatils émis par les plantes, notamment les terpènes, et les produits d'oxydation peuvent favoriser la formation de nouvelles particules, entraînant des explosions temporaires de nanoparticules."
Les chercheurs ont découvert que les concentrations de nanoparticules étaient plus élevées au-dessus du couvert forestier et diminuaient avec la hauteur. Le co-auteur Christopher Pöhlker, chef du groupe de recherche à l'Institut Max Planck de chimie, a ajouté : "Ce gradient persiste tout au long de la saison des pluies, indiquant que des particules se forment constamment dans la canopée. Les particules nouvellement formées s'écoulent vers le haut, se développent en absorbant davantage de molécules peu volatiles et deviennent des noyaux de condensation des nuages."
Les molécules à faible volatilité impliquées dans la formation et la croissance de nanoparticules naturelles dans l'atmosphère comprennent des composés organiques contenant de l'oxygène et de l'azote formés par l'oxydation de l'isoprène, des terpènes et d'autres composés organiques volatils naturellement émis par les plantes et oxydés par l'ozone et les radicaux hydroxyles présents dans l'air.
Des études antérieures avaient détecté la formation de nouvelles particules dans les écoulements de nuages convectifs de la haute troposphère et suggéraient que les nanoparticules nouvellement formées s'écoulaient vers le bas et non vers le haut.
Le co-auteur Ulrich Pöschl, directeur de l'Institut Max Planck de chimie, a conclu : « Nos résultats représentent un changement de paradigme dans la compréhension scientifique des interactions entre la forêt amazonienne, les aérosols, les nuages et les précipitations, ce qui est important pour le climat régional et mondial. »
Compilé à partir de /ScitechDaily