Inscrivez-vous à la newsletter scientifique Wonder Theory de CNN. Explorez l’univers avec des informations sur des découvertes fascinantes, des avancées scientifiques et bien plus encore..
Il est midi et le soleil est haut dans le ciel, une toile cyan naturelle parsemée de nuages gonflés en forme de chou-fleur. Sans aucun avertissement, les nuages qui encombrent l’horizon commencent à disparaître sous vos yeux. Peu de temps après, le monde commence à s’assombrir, alors que l’orbe doré qui soutient la vie sur Terre disparaît rapidement de la vue.
Pendant tout le temps où la lune passe entre la Terre et le soleil, bloquant les rayons de l’étoile et la faisant disparaître momentanément pour ceux qui sont les mieux placés pour témoigner de ce phénomène rare, ces masses blanches et duveteuses resteront disparues – se reformant. seulement une fois que le soleil aura fait son retour triomphal.
C’est du moins ce à quoi les scientifiques s’attendent dans de nombreuses régions du Mexique, du Canada et des États-Unis lors de l’éclipse solaire totale du 8 avril. Si le temps le permet, les habitants des 49 États américains où une éclipse partielle est attendue pourraient également apercevoir la disparition de certains nuages.
Lors d’une éclipse, les cumulus peu profonds commencent à se dissiper dans de grandes proportions lorsque seule une fraction du soleil est couverte, et ils ne se reforment qu’à la fin de l’événement, selon une étude publiée le 12 février dans la revue Nature Communications Earth & Environment. . Les résultats suggèrent également que le phénomène pourrait avoir des implications pour les solutions climatiques masquant le soleil, telles que la géo-ingénierie solaire.
Mais cela ne signifie pas que votre point d’observation de la prochaine éclipse sera garanti sans nuages, car la recherche ne s’applique pas à tous les nuages, mais uniquement aux cumulus peu profonds que l’on trouve en vol stationnaire au-dessus de la terre.
“Ce sont les nuages bas, épars et gonflés que l’on trouve normalement par une journée ensoleillée”, a déclaré Victor Trees, doctorant au département de géosciences et de télédétection de l’Université de technologie de Delft aux Pays-Bas, qui a dirigé l’étude. “Si vous voyez ces nuages gonflés le jour de l’éclipse, regardez-les de près, car ils pourraient disparaître.”
Effet éclipse
Les cumulus de basse altitude commencent à disparaître en grand nombre sur les surfaces terrestres en train de se refroidir lorsque seulement 15 % du soleil est couvert, révèle le nouveau document. Bien que la prise de conscience du phénomène ne soit pas nouvelle, selon les auteurs de l’étude, les preuves qui l’étayent et clarifient le timing le sont.
« Les gens ont déjà vu cela depuis le terrain. … Si vous êtes à la surface de la Terre, vous pouvez compter les nuages et ensuite les regarder disparaître », a déclaré Trees.
Mais on n’a jamais su à partir de quel moment précis les nuages ont commencé à réagir à l’obstruction de la lumière solaire, a-t-il ajouté. “C’est très difficile à déterminer quand on se trouve à la surface de la Terre, car les nuages changent constamment de forme et de taille.”
C’est pourquoi Trees et ses collègues ont décidé de les étudier d’en haut à l’aide de satellites. Les satellites mesurent la lumière solaire réfléchie par la Terre et, à partir de cette lumière solaire réfléchie, les scientifiques peuvent déduire les propriétés des nuages. Mais auparavant, des recherches similaires n’avaient jamais pris en compte l’ombre de la lune lors d’une éclipse, a expliqué Trees – une étape nécessaire pour pouvoir analyser les nuages qui autrement étaient cachés dans l’ombre de la lune.
L’équipe de recherche s’est concentrée sur les données collectées lors de trois éclipses solaires survenues au-dessus de l’Afrique entre 2005 et 2016. Ils ont découvert que les cumulus se dissipent pendant les éclipses en raison de la relation entre le rayonnement solaire et les processus de formation des nuages.
Lors d’une éclipse, la surface se refroidit rapidement à cause de l’ombre de la lune bloquant la lumière du soleil, a expliqué Trees, empêchant l’air chaud de s’élever de la surface de la Terre – un ingrédient essentiel dans la formation des cumulus. Ce processus ascendant de l’air conduisant à la production de nuages prend généralement environ 15 à 20 minutes, selon les simulations.
Cela signifie que même si vous voyez ces nuages disparaître alors que le soleil est déjà partiellement obscurci par la lune, l’origine de cet effet a déjà été initiée.
“Quand il y a encore beaucoup de lumière à l’extérieur et que les gens ne réalisent généralement pas qu’une éclipse solaire se produit, les nuages sont déjà en train de changer”, a déclaré Trees, notant que lorsqu’il n’y a qu’un minimum d’obscurcissement, l’atmosphère est déjà affectée.
“Et puis, avec un certain retard, vous le voyez dans les nuages.”
« Un élément clé du système climatique »
Bien plus que des masses de gouttelettes d’eau qui dérivent dans notre ciel, les nuages sont des éléments indispensables à notre atmosphère. Non seulement ils constituent un élément essentiel du cycle de l’eau, mais ils contribuent également à contrôler l’équilibre énergétique de la Terre et à influencer le climat de la planète.
Les cumulus peu profonds, en particulier, remplissent une fonction essentielle. Ces nuages de la couche limite, ou nuages situés dans la partie la plus basse de l’atmosphère la plus touchée par la surface de la Terre, sont répandus sur le globe et dans les océans du monde, et se produisent sporadiquement tout au long de l’année. Ils n’ont pas tendance à produire de la pluie, mais certaines conditions peuvent faciliter leur croissance sous forme de nuages. Ils sont également très efficaces pour réfléchir la lumière du soleil vers l’espace.
Les cumulus peu profonds font partie des nuages les mieux compris, en partie parce qu’il s’agit de nuages liquides de basse altitude, selon Jake Gristey, chercheur à l’Institut coopératif de recherche en sciences de l’environnement, ou CIRES, de l’Université du Colorado à Boulder, qui étudie la relation entre les cumulus peu profonds et le rayonnement solaire.
“La raison pour laquelle cette étude se concentre sur les cumulus peu profonds est que la lumière du soleil atteignant la surface (de la Terre) a réellement un impact direct sur l’évolution de ces types particuliers de nuages, d’une manière qui n’est pas le cas pour d’autres types de nuages”, a déclaré Gristey, qui n’était pas impliqué dans le journal.
Généralement, à mesure que le soleil se lève le matin, l’intensité de la lumière solaire augmente, ce qui entraîne une augmentation de la température de la surface terrestre. La terre plus chaude réchauffe alors l’air proche de la surface directement au-dessus d’elle, ce qui entraîne une montée de l’air dans un courant ascendant, où il se dilate et se condense pour former des nuages. Ils persistent souvent tout au long de l’après-midi avant de se dissiper le soir au coucher du soleil.
Une éclipse présente une opportunité qui « ne se produit pas vraiment dans d’autres circonstances » d’étudier l’impact d’un changement rapide de l’intensité de la lumière solaire sur les nuages entraînés par le chauffage solaire, a déclaré Gristey.
“Il est important que nous soyons capables de comprendre les processus qui provoquent la formation et la persistance de ces nuages, car ils constituent un élément clé du système climatique”, a-t-il déclaré.
Mais le rôle exact des cumulus peu profonds dans le réchauffement rapide du climat reste un sujet d’incertitude de longue date au sein de la communauté scientifique. Ajoutez une éclipse au mélange et les choses deviennent plus compliquées.
“Il y a beaucoup de choses que nous ignorons concernant les nuages, leur comportement et leur évolution pendant l’éclipse”, a déclaré Kevin Knupp, professeur au département des sciences de l’atmosphère et de la terre à l’Université d’Alabama à Huntsville, qui n’a pas non plus été informé. impliqués dans l’étude.
Ce qui est nouveau et remarquable dans ce document, a noté Knupp, c’est qu’il utilise davantage de données pour établir la relation entre le refroidissement induit par l’éclipse et la réduction de la couverture nuageuse.
Polémique sur la géo-ingénierie climatique
Les nouvelles découvertes sur la grande sensibilité des cumulus peu profonds à une diminution du rayonnement solaire provoquée par une éclipse appellent à davantage de recherches sur les techniques de géo-ingénierie solaire proposées, a noté Stephan de Roode, co-auteur de l’étude et professeur agrégé à l’Université de technologie de Delft.
“Nous devrions en fait nous demander si les techniques de géo-ingénierie, qui visent à diminuer le rayonnement solaire sur des échelles de temps beaucoup plus longues, pourraient potentiellement conduire à des changements dans la configuration globale des nuages”, a déclaré de Roode, qui étudie l’effet du réchauffement climatique sur les nuages.
Les scientifiques ont passé des décennies à étudier la meilleure façon de s’attaquer à l’idée de diminuer la température de la planète grâce à des techniques de géo-ingénierie solaire – l’une des solutions climatiques les plus controversées au monde. La diminution de la couverture nuageuse pourrait être une conséquence inattendue de certaines des principales techniques visant à obscurcir le soleil, selon les auteurs du nouvel article.
“Si vous diminuez le rayonnement solaire, disons, d’une certaine fraction, alors la fraction efficace du rayonnement solaire que vous recevez à la surface du sol sera en réalité supérieure à ce que vous aviez prévu car vous avez moins de nuages”, a déclaré de Roode.
“Cela signifie qu’une plus grande quantité de rayonnement solaire peut atteindre la surface du sol, même si l’on essaie de diminuer la quantité de rayonnement par des techniques de géo-ingénierie”, a-t-il déclaré, ajoutant que cet effet de rétroaction pourrait rendre ces techniques “moins efficaces”.
D’autres n’en sont pas si sûrs. « Je pense que nous devons être un peu prudents. Il y a probablement encore beaucoup de travail à faire pour relier les résultats de leur étude aux propositions de géo-ingénierie », a déclaré Gristey du CIRES.
Un élément de cette recherche qui, selon l’étude, nécessite une enquête plus approfondie concerne les « échelles de temps très différentes impliquées », lorsque l’on compare la durée d’une éclipse à plusieurs méthodes de géo-ingénierie solaire proposées, a ajouté Gristey. « Par exemple, même si des aérosols sont injectés dans la stratosphère… ces aérosols persisteront dans la stratosphère bien plus longtemps que les quelques heures que nous observons avec l’éclipse solaire », a-t-il déclaré.
De Roode espère que ceux qui se préparent à la prochaine éclipse solaire en Amérique du Nord n’oublieront pas de garder un œil sur la disparition des cumulus de basse altitude. Même certaines des millions de personnes situées en dehors de la trajectoire de totalité de l’éclipse pourraient être en mesure de repérer les nuages qui disparaissent le jour même, si les conditions météorologiques et géographiques le permettent.
“J’espère que les gens jetteront tous un regard curieux vers le ciel pendant l’éclipse pour voir si ce que nous avons constaté pour l’Afrique, la disparition des cumulus peu profonds, si les Américains observent également cela dans leur pays”, a-t-il déclaré.
“C’est un phénomène tellement spectaculaire.”
Ayurella Horn-Müller a fait un rapport pour Axios et Climate Central. Elle est l’auteur de « Dévoré : L’histoire extraordinaire de Kudzu, la vigne qui a mangé le Sud ».
Pour plus d’actualités et de newsletters CNN, créez un compte sur CNN.com