Le dessin du ciel d'un enfant montre généralement des nuages bouffants ressemblant à des ballons qui contrastent fortement avec un fond bleu. Maintenant, un appareil holographique attaché à une aile d'avion a montré qu'un simple croquis peut en réalité ressembler assez bien à de vrais cumulus.
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Le système de haute technologie a mis en image les minuscules gouttelettes sur les bords des nuages et a constaté une transition nette entre les nuages et le ciel. Les résultats pourraient aider les scientifiques à élaborer de meilleurs modèles climatiques et météorologiques plus représentatifs des effets des nuages.
Tous les nuages sont des collections de minuscules cristaux d'eau et de glace suffisamment petits pour ne pas tomber trop rapidement. Selon la façon dont ces particules dispersent la lumière du soleil, les nuages peuvent sembler d'un blanc éclatant ou d'un gris sombre. Et lorsque les gouttelettes entrent en collision et fusionnent, l'eau et la glace tombent sous forme de précipitation.
«La manière dont les nuages diffusent la lumière et la rapidité avec laquelle ils peuvent former des précipitations dépend en grande partie du nombre et de la taille des particules contenues à l'intérieur», note le co-auteur de l'étude, Raymond Shaw, scientifique de l'atmosphère à la Michigan Technological University. Mais jusqu'à présent, les scientifiques n'ont pas été en mesure de voir ce qu'il advient de ces particules.
Shaw et ses collègues ont utilisé un dispositif appelé Détecteur holographique pour nuages, ou HOLODEC, qui est attaché au bord de l'aile d'un avion. Lorsque l'avion traverse un nuage, un faisceau laser enregistre en trois dimensions les particules se trouvant à l'intérieur.
«Nous pouvons mesurer des centaines, voire des milliers, de gouttelettes de nuages, y compris leur taille et leur regroupement dans l'espace, le tout dans un volume de la taille d'un marqueur de surligneur», explique Shaw.
Les chercheurs ont piloté le HOLODEC à travers des cumulus au-dessus du Colorado et du Wyoming. Ils se sont concentrés sur des bouffées isolées afin de pouvoir revenir plusieurs fois à la recherche de gouttelettes à différentes étapes du cycle de vie d'un nuage, note le co-auteur, Jeffrey Stith, du Centre national de recherche sur l'atmosphère.
La technologie a pu «fournir une vue remarquable sur les nuages au niveau microscopique, un peu comme si vous pouviez introduire un microscope dans un nuage pour voir des gouttelettes individuelles lorsqu'elles rencontrent des zones sèches d'air qui se mélangent dans le nuage. " il dit.
Le détecteur holographique pour nuages est vu ici attaché au dessous d'une aile d'avion. (NCAR) Les modèles météorologiques et climatiques actuels supposent que toutes les particules d'un nuage se comportent de la même manière, mais la nouvelle étude parue cette semaine dans Science a révélé qu'un sous-ensemble de gouttelettes s'évaporait complètement, créant ainsi des contours distincts.
«Nous savons tous que les nuages peuvent sembler avoir des bords nets à grande échelle, mais il est fascinant de voir que la netteté est 10 000 fois plus rapprochée», déclare Shaw. Une telle connaissance pourrait conduire à de meilleures prévisions météorologiques et climatiques.
Pour créer des images 3D à partir des données HOLODEC, il faut des programmes informatiques sophistiqués utilisant des cartes graphiques haut de gamme similaires à celles utilisées par les joueurs vidéo.
«Je suppose que nous devrions remercier toutes les générations d’adolescents d’avoir fait leur part pour contribuer à cette compréhension plus profonde des nuages», a-t-il déclaré.
