L'expérience CLOUD

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Comment se forment les nuages ?
Les premiers résultats de l'expérience CLOUD donnent un nouvel éclairage sur la formation des nuages et remettent en cause les modèles climatiques.


Ils ont littéralement la tête dans les stratus et autres cumulo-nimbus. Des scientifiques du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire) travaillent sur les conditions de formation des nuages. Dans une chambre en acier inoxydable de plusieurs mètres, les physiciens ont reconstitué certaines conditions atmosphériques afin d'étudier les associations entre les rayons cosmiques galactiques et la formation des nuages.

Pourquoi les rayons cosmiques ?
Le Cern possède un accélérateur capable de reproduire artificiellement des rayons cosmiques. Dans la nature, ces faisceaux viennent frapper notre atmosphère depuis l'espace. Le but de l'expérience CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets), dont les premiers résultats sont publiés dans la revue Nature, est d'étudier leurs effets sur la formation de « graines de nuages ».

Dans l'atmosphère se trouvent de minuscules particules en suspension : les aérosols. Autour d'elles viennent se condenser les gouttelettes qui vont former les nuages. Si la moitié des aérosols proviennent de la surface terrestre (poussières, particules de combustion, pollution), l'autre est issue des gaz présents dans l'atmosphère. Comprendre le processus de formation des aérosols donne des éléments essentiels pour étudier le climat.


Verdict...
«Jusqu’à ce jour, on pensait que l’acide sulfurique et l’ammoniaque étaient les principaux responsables de la production d’aérosols dans la basse atmosphère (environ un kilomètre de la surface de la Terre), précise Jasper Kirkby, responsable de l’expérience. Or notre travail montre que ce n’est pas du tout le cas! Ils n’interviennent que dans une proportion d’un dixième à un millième dans la formation des noyaux de condensation. Il est maintenant urgent d’identifier d’autres gaz et de définir si leur origine est naturelle ou humaine», précise le physicien.

De plus, les premiers résultats montrent également que les rayonnements cosmiques augmentent la formation de particules d'un facteur 10.

A terme, ces nouveaux travaux permettront une meilleure modélisation du climat terrestre. L'effet des rayons cosmiques sur la formation des nuages est l'objet d'un vif débat entre les scientifiques.

http://www.francesoir.fr/actualite/scie ... 30832.html

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et dans Science & Avenir :

Rayons cosmiques et formation des nuages: les brumes se dissipent

Les premiers résultats de l'expérience CLOUD menée au Cern, publiés aujourd'hui par Nature, apportent enfin des éléments précis sur l'impact des rayons cosmiques sur la formation des aérosols - de potentielles 'graines' de nuages. Un élément clef pour le climat.


25-08-11

CLOUD est une expérience inédite au Cern, le grand laboratoire européen de physique: elle ne s’intéresse pas aux particules subatomiques mais à un autre genre de particules, appelées aérosols, qui peuplent notre atmosphère et qui jouent un rôle important mais complexe dans le climat.

L’objectif de CLOUD est de mieux comprendre les liens entre le rayonnement cosmique qui bombarde la Terre et la formation des aérosols, à partir des desquels peuvent se constituer des nuages. Si une partie des aérosols est directement émise par des processus naturels ou par des activités humaines, une autre partie se forme à partir de certains gaz dans l’atmosphère : on appelle ce processus la nucléation. L’enjeu de CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets) est de quantifier plus précisément cette chimie atmosphérique pour améliorer les modèles climatiques.

Quantification précise
Les premiers résultats de cette expérience inédite sont publiés aujourd’hui dans la revue Nature. L’équipe internationale dirigée par le physicien Jasper Kirkby (Cern) quantifie pour la première fois avec précision le taux de nucléation des aérosols grâce à des conditions expérimentales entièrement contrôlées dans une chambre d’acier de 3 mètres de diamètre. Un air ultra pur contenant les ingrédients de base de cette nucléation (acide sulfurique, vapeur d’eau, ammoniac) était soumis à un faisceau de protons produit par l’accélérateur du Cern.
Les rayons cosmiques sont en effet des faisceaux de particules de haute énergie produits dans la galaxie par des supernovae (explosions d’étoiles en fin de vie). Lorsqu’ils atteignent l’atmosphère terrestre ils provoquent une ionisation (les atomes ou les molécules acquièrent une charge électrique). On soupçonne ce rayonnement de stimuler la nucléation des aérosols et donc d’avoir un effet sur la formation des nuages.

«Les précédentes expériences qui ont été menées ne donnaient pas un taux très précis de nucléation, la marge d'incertitude était très grande», explique Paolo Laj, spécialiste des aérosols atmosphériques au Laboratoire de glaciologie et de géophysique de Grenoble (LGGE, CNRS). «CLOUD donne un taux de nucléation d’une grande précision, y compris en présence d’ions, ce dont on ne disposait pas jusque là».

Kirkby et ses collègues ont observé que les ions augmentent le taux de nucléation des aérosols. Cependant, cet impact est plus fort à 15 km d’altitude que dans les couches basses de l’atmosphère. A environ un kilomètre de la surface de la Terre, les trois composants habituels de la nucléation ne suffisent pas pour produire la quantité d’aérosols observée dans le monde réel, expliquent les chercheurs. Même la présence d’ions ne rétablit pas la balance. D’autres éléments entrent donc en jeu, notamment des composants organiques capables de stabiliser la nucléation. Quantifier le rôle de ces ‘contaminants’, d’origine naturelle ou anthropique, est le prochain travail de l’expérience CLOUD, précisent les chercheurs.

Controverse sur rayons cosmiques et nuages
Ces résultats étaient très attendus par les scientifiques car l’effet des rayons cosmiques sur la formation des nuages est l’objet d’un vif débat entre scientifiques. D’après l’hypothèse du Danois Henrik Svensmark (Institut national spatial de Copenhague), la couverture nuageuse est liée à l’intensité du rayonnement cosmique, qui lui-même dépend de l’activité solaire (le champ magnétique solaire protégeant la terre des rayons cosmiques).

Les résultats de CLOUD ne permettent pas de tirer des conclusions sur la formation des nuages, l’expérience n’observant que la nucléation des aérosols. «Rien ne dit que dans l’atmosphère la majeure partie de la nucléation vienne de la présence d’ions, analyse de son côté Paolo Laj. S’ajoute ensuite le problème de l’évolution de ces particules pendant plusieurs jours». La nucléation n’est qu’une étape dans le processus de condensation qui permet la formation de gouttelettes puis de nuages. La création de particules plus grosses, et peut-être de véritables nuages dans la chambre de CLOUD, est pour plus tard.

http://www.sciencesetavenir.fr/actualit ... ipent.html

[krolik]

Vous trouverez ici la traduction française de l'article paru semaine passée dans "Nature" faisant le bilan des résultats de l'expérience "CLOUD" menée par le CERN et qui montre l'influence des rayons cosmiques sur le réchauffement climatique :
http://dl.free.fr/nqgCUClPY (une dizaine de pages en .doc)
Ce sera certainement un sujet de discussion à Durban.
@+

[Seiya]

En suivant ce lien : traduction des communiqués du CERN et de Nature, commentaire de texte, liens vers d'autres analyses à propos de cette expérience CLOUD.

3) Brèves conclusions sur les comptes-rendus du CERN et sur l'article de Nature :

* Les rayons ionisants (les rayons cosmiques) issus du cosmos constituent un moteur particulièrement efficace pour la nucléation des aérosols, au moins pour les molécules d'acide sulfurique et d'ammoniaque, seules prises en compte dans ce travail .
Ces observations constituent donc la confirmation (tant) attendue des prémisses fondamentaux de la théorie de Svensmark et al. De fait, ces observations viennent aussi confirmer les observations antérieures des chercheurs Danois.

* Les observations révèlent aussi quelques surprises de taille concernant les nucléations beaucoup moins actives que prévu dans la basse stratosphère, avec ou sans effet des rayons cosmiques et toujours pour les molécules concernées par ce travail (H2SO4 et NH3) qui, constituaient, jusqu'à présent le socle des modélisation du GIEC.

* Ainsi, et au moins pour la basse troposphère, les modèles actuellement utilisés, notamment par le GIEC, sont à revoir en profondeur. Les aérosols (sulfurique et ammoniaque) soupçonnés jusqu'à présent de constituer l'essentiel des générateurs de nucléation propres à la condensation de la vapeur d'eau en nuages, ne jouent qu'un effet minime. Il en existe certainement d'autres, beaucoup plus actifs, sans doute d'origine organique/biologique (par exemples rejetés par les biotas océaniques ou la végétation), qu'il faut maintenant identifier et étudier en détail. Avec et sans rayonnement cosmique.

* Tant que les molécules responsables de la nucléation dans la basse troposphère n'auront pas été identifiées et étudiées dans la chambre d'expérience de CLOUD, toutes les estimations proposées ici ou là (par exemple sur Realclimate), à partir des résultats préliminaires de CLOUD ne sont que de pures spéculations.

* Par contre, les multiples traces laissées par les rayons cosmiques au cours des âges dans les indicateurs climatiques (proxys 14C ou 10Be par exemple) relevées dans les stalagmites, les débris entraînés par les glaces, les cernes des arbres, les coraux etc. constituent des évidences incontournables de l'effet des rayons cosmiques sur le climat.

[energy_isere]

De nouveaux éléments sur le changement climatique avec l'expérience CLOUD


11 Oct 2013 enerzine

Dans un article publié dimanche par la revue Nature** , l'expérience CLOUD, au CERN, rend compte d'une avancée majeure dans l'élucidation d'une question restée longtemps mystérieuse pour les climatologues : comment se forment les aérosols, minuscules particules solides ou liquides en suspension dans l'air, et quels sont les gaz qui en sont responsables ?

C'est là une question cruciale pour la compréhension du climat, car les aérosols ont un effet de refroidissement dans la mesure où ils réfléchissent la lumière solaire et où ils sont à l'origine des gouttelettes formant les nuages.

Les chercheurs de CLOUD ont fait deux découvertes majeures. Tout d'abord, ils ont constaté que des concentrations infimes de vapeurs d'amines se combinent avec de l'acide sulfurique pour former des particules d'aérosol, dans des proportions comparables à ce qui est observé dans l'atmosphère. En second lieu, en utilisant un faisceau de pions issus du Synchrotron à protons du CERN, ils ont constaté que les rayonnements ionisants, tels que le rayonnement cosmique qui bombarde l'atmosphère depuis l'espace, n'ont qu'une influence négligeable sur la formation de ces aérosols particuliers.

« Grâce au savoir-faire du CERN dans le domaine des matériaux, des systèmes de gaz et des technologies de l'ultravide, explique Jasper Kirkby, porte-parole de CLOUD, nous avons pu construire une enceinte extrêmement “propre“; nous avons pu ainsi faire une simulation de l'atmosphère et introduire des quantités minimes de différentes vapeurs atmosphériques dans des conditions strictement contrôlées – en l'occurrence, des amines et de l'acide sulfurique. »

Les amines sont des vapeurs atmosphériques étroitement apparentées à l'ammoniac. Elles sont émises aussi bien par des activités humaines telles que l'élevage que par des sources naturelles. Ce sont les amines qui émettent les odeurs émanant de la décomposition de la matière organique, contenant des protéines. Par exemple, l'odeur du poisson pourri provient de la triméthylamine. La chambre à brouillard ultra-propre, unique en son genre, de l'expérience CLOUD a permis à la collaboration de démontrer que les concentrations extrêmement faibles d'amines généralement trouvées dans l'atmosphère (quelques parties par millier de milliard en volume) suffisent, en combinaison avec de l'acide sulfurique, pour former des particules d'aérosols extrêmement stables dans des proportions importantes.

La propension à la formation d'aérosols en présence d'amines, telle qu'elle apparaît dans les mesures, a surpris les chercheurs. Elle semble indiquer un mécanisme de refroidissement du climat qui pourrait être significatif. De plus, comme l'absorption aux amines est appelée vraisemblablement à devenir une technologie importante pour le captage du dioxyde de carbone produit par les centrales électriques à combustible fossile, cet effet devrait s'accroître à l'avenir.

Le résultat de CLOUD constitue une autre mesure significative susceptible d'aider à mieux comprendre le climat. Mais il n'exclut pas que le rayonnement cosmique joue un rôle dans les phénomènes étudiés, et il n'ouvre pas non plus la perspective d'un moyen facile de parer au réchauffement climatique.

« C'est la première fois que la formation de particules dans l'atmosphère a pu être reproduite, avec une connaissance complète des molécules qui participent au phénomène, a déclaré Jasper Kirkby. Toutefois, les mesures que nous avons réalisées n'excluent pas que la formation des aérosols dans l'atmosphère puisse se produire avec d'autres vapeurs, sur lesquelles les effets des rayons cosmiques peuvent être différents. Il s'agit d'une avancée importante, mais il nous reste beaucoup de chemin à parcourir avant de pouvoir comprendre complètement les processus de formation des aérosols et leurs effets sur les nuages et le climat. »

http://www.enerzine.com/604/16347+de-no ... loud+.html

un faisceau de pions ??
Qu' est ce qu' ils veulent dire ? Un faisceaux d' ions sans doute ?

[Glycogène]

Les pions sont un type de particule, qu'on peut générer par un synchrotron : http://fr.wikipedia.org/wiki/Pion_%28particule%29
Les rayons cosmiques en génèrent aussi (mais ils génèrent tout plein de truc vu l'énergie de départ).

[energy_isere]

Les rayons cosmiques influencent bien le climat terrestre, et voici comment

Thomas Boisson 22 juillet 2019

Si l’idée que les rayons cosmiques peuvent affecter le climat terrestre n’est pas nouvelle, les scientifiques n’ont jamais pu recueillir les données suffisantes pour la conforter. Mais récemment, des géophysiciens japonais ont réussi à démontrer que les moussons d’hiver deviennent plus importantes lors des inversions géomagnétiques, quand les rayons cosmiques sont bien plus intenses, ceux-ci provoquant l’apparition de formations nuageuses denses dans la basse atmosphère.
.......

https://trustmyscience.com/rayons-cosmi ... terrestre/

[mobar]

La baisse de la couverture nuageuse qui serait une conséquence de la baisse du flux de rayons cosmiques atteignant la Terre sous l'influence solaire est une hypothèse qui dérange les tenants du dogme de la responsabilité sur les climats terrestre du CO² anthropique

Evoquée depuis plus de 20 ans par Henrik Svensmark du DSRI, elle est une hypothèse qui semble plus solide et crédible que les pets de moustiques humains ou bovins
https://en.wikipedia.org/wiki/Henrik_Svensmark