Des Motifs Étranges De Nuages ​​En Nid D'Abeille Expliqués

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Comprendre les changements de nuages ​​permet d'affiner les modèles climatiques.

On sait que les motifs de nuages ​​en nid d'abeille souvent observés au-dessus de l'océan sont en train de changer, avec des zones de ciel devenant alternativement claires ou couvertes de nuages. Les scientifiques pensent maintenant savoir ce qui motive ces champs mouvants de nuages ​​troués.

Les chercheurs qui étudient ces modèles de nuages ​​dans des modèles et des données réelles ont découvert que la pluie et des mouvements d’air alternés formaient ces modèles et les faisaient se déplacer dans le ciel tandis que les nuages ​​eux-mêmes restaient des structures cohérentes - suivant un principe appelé auto-organisation qui explique également des phénomènes tels que les flocs. des oiseaux, des dunes de sable mouvantes et le clignotement synchronisé des lucioles.

Comprendre comment et pourquoi ces nuages ​​se déplacent dans le ciel est important car "leur configuration affecte la quantité d'énergie solaire renvoyée dans l'espace", a déclaré Hailong Wang, membre de l'équipe d'étude du Pacific Northwest National Laboratory du ministère de l'Énergie, Richland, Washington. Comprendre à son tour la quantité d’énergie solaire transmise à la surface de la Terre aide les scientifiques à mieux comprendre et modéliser le climat de la planète.

Convection classique

Les scientifiques appellent les nuages ​​en nid d'abeille des "nuages ​​à cellules ouvertes"; Ce sont des nuages ​​bas et plats qui ressemblent à une courtepointe à quelqu'un qui regarde vers le bas d'un avion. Les patchs sont des espaces de plein air encadrés par des murs de nuages. [Voir différentes formes de nuages ​​et leur signification.]

Le nid d'abeille est créé par une simple forme de convection, le mouvement de l'air causé par la montée de l'air chaud et la chute de l'air froid (le même phénomène qui se produit dans une casserole d'eau bouillante).

La forme "pure" de cette convection peut être vue dans une configuration de deux plaques horizontales plates séparées par une fine couche de liquide. Si la plaque inférieure est chauffée, le liquide chaud à proximité augmente, poussant le liquide froid près de la plaque supérieure. Ces mouvements ascendants et descendants (appelés courants ascendants et descendants) commencent à former des "parois" verticales dans le liquide.

Si la plaque inférieure est chauffée uniformément, les courants ascendants et descendants créent des cellules hexagonales à la surface du liquide qui ressemblent à un nid d'abeilles.

Mais les océans de la Terre ne sont pas chauffés de manière uniforme, de sorte que les nuages ​​à cellules ouvertes résultant de la convection ne semblent pas parfaitement hexagonaux.

L'atmosphère est également un lieu complexe où des facteurs autres que le chauffage interviennent pour déterminer quand et où se forment les nuages. Par exemple, les aérosols - de minuscules particules de poussière et de saleté qui flottent dans l'air - servent de surface de récupération de l'eau, formant ainsi des gouttelettes de nuages, de sorte que le nombre et la taille des aérosols peuvent modifier la taille des gouttelettes de nuages ​​et déterminer si les nuages ​​produisent de la pluie.. C'est cette relation que Wang et ses collègues ont examinée dans des modèles informatiques de nuages ​​en nid d'abeille.

Nuages ​​changeants

Le modèle simulait des nuages ​​bas au-dessus de l'océan en les alimentant avec juste assez d'aérosols pour produire la pluie et le motif en nid d'abeille.

La nappe de nuages ​​dans son ensemble a toujours gardé le même motif de patchwork, mais des cellules individuelles à l'intérieur de la courtepointe disparaissent et se reforment en l'espace de quelques heures. Pour déterminer la cause de ce cyclisme, l’équipe a examiné les mouvements de l’air dans la région.

De forts courants ascendants ont été observés sur les parois verticales nuageuses du nid d'abeilles (à mesure que l'air se levait et se refroidissait et que l'eau se condensait). Finalement, assez d’eau s’est condensée pour former de la pluie, et l’air maintenant plus froid s’est enfoncé, formant un courant descendant. Lorsque les courants descendants adjacents ont approché la surface de l'océan, ils l'ont suivie pour s'écouler vers l'extérieur, puis se sont heurtés, se sont réchauffés près de la surface et ont refait surface à nouveau sous forme de nouveau courant ascendant. Le nouveau courant ascendant a maintenant été déplacé dans l’espace, ce qui explique la disparition apparente et la réapparition des cellules en nid d’abeille.

Les mesures du vent et de la pluie prises par les navires sur l'océan ont corroboré les conclusions de la simulation informatique, montrant que les écoulements de pluie provenant de la pluie dans différentes parties du ciel se heurtent à la surface de l'océan et remontent à nouveau.

"Ensemble, ces analyses ont démontré que le réarrangement résultait de précipitations et que les nuages ​​appartenant à ce type de système pleuvaient presque à l'unisson", a déclaré Graham Feingold, membre de l'équipe de recherche de la National Oceanic and Atmospheric Administration à Boulder, dans le Colorado.

Les nuages ​​ont une influence importante sur le climat de la planète: ils réfléchissent le rayonnement solaire vers l’espace, ce qui a un effet de refroidissement, tandis que les espaces sans nuages ​​permettent à ce rayonnement d’atteindre la surface de la Terre pour réchauffer la planète. Il n’est pas facile pour les scientifiques d’incorporer les nuages ​​dans les modèles climatiques, qui sont une série d’équations décrivant les interactions entre les divers processus de la nature. Comprendre le changement de nuage aidera à affiner les modèles.

"Nous avons expliqué les raisons fondamentales de l'oscillation des nuages ​​à cellules ouvertes. Étant capables de simuler ces nuages ​​à l'aide de modèles informatiques, nous avons une meilleure idée de la physique derrière le phénomène", a déclaré Wang. "Cela nous aidera à mieux interpréter les mesures dans l'atmosphère réelle et à représenter ces nuages ​​dans les modèles climatiques."

L'étude est détaillée dans l'édition du 12 août de la revue Nature.

  • Comment lire les nuages
  • Météo 101: Tout sur le vent et la pluie
  • Le temps le plus étrange au monde


Supplément Vidéo: Honoré De BALZAC, Eugénie Grandet, Livre Audio Pomme.




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