La splendeur d’une éclipse solaire est unique à notre monde : nulle part ailleurs dans le système solaire la lune d’une planète ne bloque aussi parfaitement la lumière du Soleil. L’obscurité rapide et éphémère de ces événements affecte de nombreux facteurs sur Terre, notamment le comportement des animaux et les ondes dans l’ionosphère. Les chercheurs ont maintenant découvert que la couverture nuageuse des cumulus a diminué en moyenne d’un facteur 4, lorsque l’ombre de la Lune est passée au-dessus de la Terre lors d’une récente éclipse annulaire. Cet aspect peu étudié des éclipses solaires présente d’importantes leçons pour les efforts de géo-ingénierie visant à bloquer la lumière du soleil, a proposé l’équipe.
Expériences dans le ciel
“Les éclipses solaires sont des expériences uniques.”
Les éclipses solaires se produisent entre 2 et 5 fois par an, et ces événements offrent de belles opportunités pour les recherches scientifiques, a déclaré Arbres Victor JH, géoscientifique à l’Université de technologie de Delft aux Pays-Bas. “Les éclipses solaires sont des expériences uniques.” Ils permettent aux chercheurs d’étudier ce qui se passe lorsque la lumière du soleil est rapidement obscurcie, a-t-il déclaré. “Ils sont très différents du cycle jour-nuit normal.”
Trees et ses collègues ont récemment analysé les données de couverture nuageuse obtenues lors d’une éclipse annulaire en 2005, visible dans certaines parties de l’Europe et de l’Afrique. Ils ont exploité des images visibles et infrarouges collectées par deux satellites géostationnaires exploités par le Organisation européenne pour l’exploitation des satellites météorologiques. Aller dans l’espace était la clé, a déclaré Trees. « Si vous voulez vraiment quantifier le comportement des nuages et leur réaction à une éclipse solaire, il est utile d’étudier une vaste zone. C’est pourquoi nous voulons regarder depuis l’espace.
Les chercheurs se sont concentrés sur une région carrée s’étendant sur 5° en latitude et en longitude, centrée au-dessus du Soudan du Sud. Avec leur perspective à vol d’oiseau, ils ont suivi l’évolution des nuages pendant plusieurs heures avant l’éclipse, pendant l’éclipse et pendant plusieurs heures après.
Au revoir, Soleil; Au revoir, les nuages
Les cumulus de basse altitude, qui ont tendance à culminer à des altitudes d’environ 2 kilomètres (1,2 miles), ont été fortement affectés par le degré d’obscuration solaire. La couverture nuageuse a commencé à diminuer lorsqu’environ 15 % de la face du Soleil était couverte, environ 30 minutes après le début de l’éclipse. Les nuages ont commencé à revenir environ 50 minutes seulement après leur obscurcissement maximum. Et alors que la couverture nuageuse typique oscillait autour de 40 % dans des conditions sans éclipse, moins de 10 % du ciel était couvert de nuages pendant l’obscuration maximale, a noté l’équipe.
« À grande échelle, les cumulus ont commencé à disparaître. »
“À grande échelle, les cumulus ont commencé à disparaître”, a déclaré Trees.
Pour approfondir la physique derrière leurs observations, Trees et ses collègues ont collecté des mesures de température à la surface du sol à partir des deux mêmes satellites géostationnaires. La température du sol est importante lorsqu’il s’agit de cumulus, a expliqué Trees, car elle est suffisamment basse pour être affectée de manière significative par tout ce qui se passe à la surface de la Terre.
Sans surprise, les températures à la surface de la Terre ont chuté à mesure que la Lune bloquait de plus en plus la lumière du Soleil. “Nous savions que même de petits changements dans le rayonnement solaire avaient un effet sur la température de la surface du sol”, a déclaré Virendra Ghateun scientifique atmosphérique du Laboratoire national d’Argonne à Lemont, dans l’Illinois, non impliqué dans la recherche.
Les chercheurs ont estimé un changement maximum de température à la surface de la terre de près de 6°C pour l’éclipse de 2005. Ils ont également constaté que la température de surface diminuait parallèlement à la fraction d’obscurcissement, sans décalage temporel significatif. Cela est cohérent avec observations faites lors d’autres éclipses solaires.
Suivez la chaleur
La diminution prononcée de la température de la surface terrestre lors d’une éclipse solaire est à l’origine des changements dans la couverture nuageuse des cumulus, ont conclu les chercheurs. C’est logique, a déclaré Ghate, car les cumulus se forment lorsque de l’air relativement chaud et humide s’élève de la surface de la Terre, se refroidit et finit par se condenser en gouttelettes nuageuses. Lorsque les températures à la surface de la Terre diminuent, il y a un plus petit gradient de température près de la surface de la Terre et donc une plus petite force poussant l’air formant des nuages vers le haut, a-t-il expliqué. “Vous n’avez pas de source de flottabilité.”
Les délais observés par Trees et ses collègues – entre le début de l’éclipse et le moment où les nuages ont commencé à se dissiper, ainsi qu’entre le moment de l’obscurcissement maximum et le moment où les nuages ont commencé à revenir – révèlent également quelque chose sur ce que l’on appelle la couche limite, le niveau le plus bas de la Terre. atmosphère. Chacun de ces décalages a une signification physique, a déclaré Trees. “Cela nous indique à quelle vitesse l’air monte.”
En plus de faire la lumière sur la physique de la dissipation des nuages lors des éclipses solaires, ces nouvelles découvertes ont également des implications pour les futurs efforts de géo-ingénierie, ont suggéré Trees et ses collaborateurs. Des discussions sont en cours pour atténuer les effets du changement climatique, par exemple en ensemençant l’atmosphère d’aérosols ou en lançant des réflecteurs solaires dans l’espace pour empêcher une partie de la lumière du Soleil d’atteindre la Terre. Une telle géo-ingénierie est prometteuse pour refroidir notre planète, conviennent les chercheurs, mais ses répercussions sont largement inexplorées et pourraient être généralisées et irréversibles.
Ces nouveaux résultats suggèrent que la couverture nuageuse pourrait diminuer grâce aux efforts de géo-ingénierie impliquant l’obscurcissement solaire. Et comme les nuages reflètent la lumière du soleil, l’efficacité de tout effort pourrait diminuer en conséquence, a déclaré Trees. C’est un effet qui doit être pris en compte lors de l’examen des différentes options, ont conclu les chercheurs.
—Katherine Kornei (@KatherineKornei), écrivain scientifique
Citation: Kornei, K. (2024), Les nuages bas disparaissent lors d’une éclipse solaire, Éos, 105, https://doi.org/10.1029/2024EO240131. Publié le 22 mars 2024.
Texte © 2024. Les auteurs. CC BY-NC-ND 3.0
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