Lorsqu’un orage inattendu vous laisse trempé, c’est une gêne. Lorsqu’une sécheresse entraîne des incendies, de mauvaises récoltes et des pénuries d’eau, l’importance des conditions météorologiques devient d’une importance vitale.
Si vous pouviez contrôler la météo, le feriez-vous ?
De petites quantités de pluie peuvent faire la différence entre la lutte et le succès. Pour près de 80 ans, une approche appelée ensemencement des nuages a, en théorie, donné aux gens la possibilité d’obtenir plus de pluie et de neige des tempêtes et de rendre les tempêtes de grêle moins graves. Mais ce n’est que récemment que les scientifiques ont pu scruter les nuages et commencer à comprendre à quel point l’ensemencement des nuages est vraiment efficace.
Dans cet épisode de « The Conversation Weekly », nous discutons avec trois chercheurs de la science simple mais trouble de l’ensemencement des nuages, des effets économiques qu’il peut avoir sur l’agriculture et des recherches qui pourraient permettre aux gouvernements d’utiliser l’ensemencement des nuages dans plus d’endroits.
Katja Friedrich, professeur de sciences atmosphériques et océaniques à l’Université du Colorado, Boulder aux États-Unis, est un chercheur de premier plan sur l’ensemencement des nuages. « Lorsque nous procédons à l’ensemencement des nuages, nous recherchons des nuages contenant de minuscules gouttelettes de liquide super refroidies », explique-t-elle. L’iodure d’argent a une structure très similaire à un cristal de glace. Lorsque les gouttelettes touchent une particule d’iodure d’argent, « elles gèlent, puis elles peuvent commencer à fusionner avec d’autres cristaux de glace, devenir des flocons de neige et tomber du nuage ».
Bien que le processus soit assez simple, mesurer son efficacité dans le monde réel ne l’est pas, selon Friedrich. « Le problème est qu’une fois que nous avons modifié un cloud, il est vraiment difficile de dire ce qui se serait passé si vous n’aviez pas amorcé le cloud. » Il est déjà assez difficile de prédire la météo sans s’en mêler artificiellement.
Zuckerle/Wikimedia Commons, CC BY-SA
En 2017, le groupe de recherche de Friedrich a fait une percée dans la mesure de l’effet de l’ensemencement des nuages. « Nous avons piloté des avions, libéré de l’iodure d’argent et généré ces nuages qui ressemblaient à ces six lignes exactes qui étaient en aval de l’endroit où les avions semaient », dit-elle. Ils ont ensuite fait voler un deuxième avion à travers les nuages. « Nous pourrions en fait quantifier la quantité de neige que nous pourrions produire par deux heures d’ensemencement de nuages. Cet effet, selon les recherches sur l’ensemencement des nuages, est une augmentation des précipitations d’environ 5 % à 20 % ou 30 %, selon les conditions.
Mesurer directement l’effet sur les précipitations – qu’il s’agisse de pluie ou de neige – a peut-être nécessité une science complexe et un peu de chance, mais dans les endroits qui utilisent l’ensemencement des nuages depuis de longues périodes, les avantages économiques sont étonnamment clairs.
Dean Bangsund est un chercheur à l’Université du Dakota du Nord qui étudie l’économie de l’agriculture. « Nous avons beaucoup de dégâts de grêle dans le Dakota du Nord », a déclaré Bangsund. Pendant des décennies, le gouvernement de l’État a utilisé l’ensemencement des nuages pour réduire les dommages causés par la grêle, car l’ensemencement des nuages conduit à la formation de plus de morceaux de grêle plus petits par rapport à moins de morceaux de grêle plus gros. « Il n’élimine pas à 100 % la grêle ; il est conçu pour atténuer l’impact.
Tous les 10 ans, l’État du Dakota du Nord effectue une analyse des impacts économiques de l’ensemencement des nuages programme, mesurant à la fois la réduction des dommages causés par la grêle et les avantages de l’augmentation des précipitations. Bangsund a dirigé le dernier rapport et déclare que pour chaque dollar dépensé pour le programme d’ensemencement des nuages, « nous envisageons quelque chose qui représente entre 8 et 9 dollars de bénéfices sur l’échelle la plus basse, jusqu’à probablement 20 dollars d’impact par acre ». Avec des millions d’acres de champs agricoles dans la zone d’ensemencement des nuages, c’est un énorme avantage économique.
Freidrich et Bangsund ont tous deux souligné que l’ensemencement des nuages, bien qu’efficace dans certains cas, ne peut pas être utilisé partout. Il y a aussi beaucoup d’incertitude quant à l’ampleur de son effet. Une façon d’améliorer l’efficacité et l’applicabilité de l’ensemencement des nuages consiste à améliorer la graine. Linda Zo est professeur d’infrastructures civiles et d’ingénierie environnementale à l’Université de Khalifa aux Émirats arabes unis.
Son travail s’est concentré sur le développement d’un substitut à l’iodure d’argent, et son laboratoire a a développé ce qu’elle appelle une nanopoudre. « Je commence par le sel de table, qui est du chlorure de sodium », explique Zou. « Ce cristal de taille souhaitable est ensuite recouvert d’une fine couche de nanomatériau de dioxyde de titane. » Lorsque le sel est mouillé, il fond et forme une gouttelette qui peut fusionner efficacement avec d’autres gouttelettes et tomber d’un nuage. Le dioxyde de titane attire l’eau. Mettez les deux ensemble et vous obtenez un matériau d’ensemencement de nuages très efficace.
À partir d’expériences en intérieur, Zou a découvert qu ‘ »avec les nanopoudres, il y a 2,9 fois la formation de gouttelettes d’eau de plus grande taille ». Ces nanopoudres peuvent également former des cristaux de glace à des températures plus chaudes et moins humides que l’iodure d’argent.
Comme le dit Zou, « si le matériel que vous publiez est plus réactif et peut fonctionner dans un éventail de conditions beaucoup plus large, cela signifie que peu importe le moment où vous décidez de l’utiliser, les chances de succès seront plus grandes. »
Cet épisode a été écrit et produit par Katie Flood. Mend Mariwany est le producteur exécutif de The Conversation Weekly. Eloise Stevens s’occupe de la conception sonore et notre thème musical est de Neeta Sarl.
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