Les scientifiques découvrent que le pollen peut jouer un rôle crucial dans le déclenchement de fortes précipitations
Les particules biologiques, telles que le pollen, les bactéries, les spores et la matière végétale flottant dans l'air, sont particulièrement efficaces pour favoriser la formation de glace dans les nuages, ce qui induit des précipitations plus intenses et doit être pris en compte dans les modèles de prévision numérique.
Les nuages se forment à partir des particules présentes dans l'atmosphère, et les phénomènes météorologiques extrêmes, tels que les inondations et les tempêtes de neige, sont associés à la production de grandes quantités de glace dans les nuages.
Les particules biologiques, telles que le pollen, les bactéries, les spores et la matière végétale flottant dans l'air, sont particulièrement efficaces pour favoriser la formation de glace dans les nuages. Les climatologues de l'EPFL montrent que la concentration de ces particules évolue en fonction de la hausse et de la baisse des températures. Les résultats sont publiés dans la revue Nature Portfolio, Climate and Atmospheric Sciences.
"Les particules biologiques sont très efficaces pour former de la glace dans les nuages, et leur formation est responsable de la plupart des précipitations que la planète reçoit globalement, car la glace tombe du ciel très rapidement. La formation intense de glace est également associée à des événements météorologiques extrêmes", explique Thanos (Athanasios) Nenes du Laboratoire des processus atmosphériques et de leurs impacts de l'EPFL, qui a dirigé l'étude avec le chercheur postdoctoral Kunfeng Gao. « Compte tenu de nos résultats, il est essentiel que les modèles météorologiques et climatiques prennent en compte les particules biologiques, d'autant plus qu'elles devraient être présentes en plus grande quantité dans l'atmosphère à mesure que le climat se réchauffe. »
Le Mont Helmos, une étude de cas pour les régions alpines
L'étude porte sur des échantillons d'air et leur contenu biologique prélevés sur le mont Helmos, une zone alpine située en Grèce. La montagne atteint une altitude de 2350 m, est fréquemment nuageuse tout au long de l'année et est influencée par les émissions biologiques de la forêt alpine située en contrebas. Au fur et à mesure que les températures augmentent au cours de la journée, la forêt alpine libère du pollen, des bactéries, des spores fongiques et de la matière végétale, qui atteignent leur point culminant à midi, lorsque le soleil est au zénith, et leur point le plus bas pendant la nuit.
« Nous avons constaté que le nombre de particules pouvant nucléer la glace coïncide avec le nombre de particules biologiques et que les deux présentent une périodicité diurne fortement corrélée. L'augmentation des particules biologiques peut contribuer à la formation de nuages susceptibles de provoquer des précipitations », conclut M. Gao.
Nenes, qui a participé à la réunion exploratoire du GIEC en Malaisie pour aider à définir les chapitres et le contenu du 7e rapport d'évaluation du GIEC, déclare : « ce résultat arrive à point nommé ». En tant que coordinateur scientifique du vaste projet européen CleanCloud, M. Nenes dirige actuellement une deuxième campagne sur le mont Helmos, appelée CHOPIN, qui bénéficie d'une instrumentation encore plus importante pour aider à identifier les types de particules biologiques présentes dans l'atmosphère qui induisent la formation de gouttelettes et de glace dans les nuages. Un ensemble complet de radars de nuages, de lidars d'aérosols, de drones, de ballons captifs et d'échantillonnage direct de l'air (avec et sans nuages) est utilisé pour caractériser, avec un niveau de détail sans précédent, la manière dont chaque particule biologique contribue à la formation des nuages et quelles sont celles qui sont les plus efficaces à cet égard, afin d'améliorer les prévisions météorologiques et climatiques.
Nenes ajoute : "Les données collectées serviront non seulement à comprendre les processus et à améliorer les modèles, mais aussi à améliorer ou à développer de nouveaux algorithmes qui utilisent les satellites et la télédétection au sol pour étudier les aérosols et les nuages. Le consortium CleanCloud dans son ensemble collaborera avec l'Agence spatiale européenne et ses consortiums frères CERTAINTY et AIRSENSE pour optimiser l'utilisation du satellite EarthCare récemment lancé, dans le but ultime de comprendre le rôle des aérosols dans les nuages et les précipitations dans un monde post-fossile.
Référence de l'article :
Gao, K. et al. On the drivers of ice nucleating particle diurnal variability in Eastern Mediterranean clouds. npj Clim Atmos Sci 8, 160 (2025). https://doi.org/10.1038/s41612-024-00817-9