•  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Les éclairs produiraient des radicaux qui nettoient l'atmosphère

Vue de l'espace d'un jet de lumière bleu partant du sommet d'un nuage et se reflétant sur la haute atmosphère.

La foudre frappe en moyenne 44 (plus ou moins 5) fois par seconde à l’échelle planétaire pour un total de 1,4 milliard d’éclairs par année.

Photo : DTU SPACE, DANIEL SCHMELLING/MOUNT VISUAL

Radio-Canada

Les éclairs briseraient les molécules d'azote et d'oxygène dans l'atmosphère et créeraient des éléments chimiques réactifs qui influeraient sur les gaz à effet de serre, estiment des chimistes de l'atmosphère et des experts de la foudre américains.

Leurs travaux montrent que des décharges subvisibles, c'est-à-dire qui ne peuvent être vues par les caméras ou à l'œil nu, produisent de grandes quantités de radicaux hydroxyle (OH) et hydroperoxyle (HO2). Or, le radical hydroxyle déclenche des réactions chimiques et décompose des molécules comme le méthane, un gaz reconnu comme contribuant à l'effet de serre.

Le saviez-vous?

La foudre frappe en moyenne 44 (plus ou moins 5) fois par seconde à l’échelle planétaire pour un total de 1,4 milliard d’éclairs par année.

Une expérience qui mène à une autre

En 2012, un instrument placé à bord d'un avion survole le Colorado et l'Oklahoma pour étudier les modifications chimiques dans l’atmosphère déclenchées par les orages et les éclairs.

Nous avons observé à l’époque d’énormes quantités d’OH et d’HO2 dans les nuages […] si bien que nous pensions que les données récoltées par notre instrument n’étaient pas justes, explique le professeur de météorologie William H. Brune, de l’Université de la Pennsylvanie, dans un communiqué. Nous avons donc supprimé les énormes signaux de l'ensemble des données et les avons mis de côté pour les étudier ultérieurement.

Des analyses menées depuis ont permis d’établir que ces signaux étaient ceux d’hydroxyle et d’hydroperoxyle. Le Pr Brune a ensuite travaillé avec ses étudiants en laboratoire pour voir si ces signaux pouvaient être produits par des étincelles et des décharges subvisibles.

Cette nouvelle analyse a permis de relier les signaux perçus par notre instrument volant à travers les nuages d'orages aux mesures de la foudre effectuées au sol, affirme le Pr Brune.

Jusqu’à aujourd’hui, les scientifiques ne s'intéressaient aux éclairs qu'en raison du danger qu’ils peuvent représenter au sol. Or, on s'intéresse de plus en plus aux décharges électriques plus faibles dans les orages qui conduisent aux éclairs, ajoute le professeur.

Les éclairs qui n’atteignent pas le sol et qui restent dans les nuages sont particulièrement importants et affectent l'ozone, un important gaz à effet de serre, dans la haute atmosphère. On savait que la foudre pouvait diviser l'eau pour former des groupes hydroxyle et hydroperoxyle, mais ce processus n'avait jamais été observé auparavant dans les orages, poursuit le météorologue.

Ce qui a d’abord dérouté l'équipe du Pr Brune, c'est que leur instrument enregistrait des niveaux élevés d'hydroxyle et d'hydroperoxyle dans des zones du nuage où il n'y avait pas d'éclairs visibles depuis l'avion ou le sol.

Leurs expériences en laboratoire ont montré qu'un faible courant électrique, beaucoup moins énergétique que celui des éclairs visibles, pouvait produire ces mêmes composants.

Des modèles à revoir?

Bien que les chercheurs aient trouvé de l’hydroxyle et de l’hydroperoxyle dans les zones où la foudre est invisible, ils n'ont trouvé que peu de traces d'ozone et aucune trace d'oxyde nitrique, qui ne se forme que lorsque la foudre est visible.

Si les éclairs subvisibles se produisent couramment, alors l'hydroxyle et l'hydroperoxyle que ces événements électriques créent doivent être inclus dans les modèles atmosphériques. Actuellement, ils ne le sont pas, estiment le Pr Brune et ses collègues.

Selon eux, l'OH généré par les éclairs dans tous les orages survenant dans le monde pourrait être responsable d'une part très incertaine, mais substantielle, de 2 % à 16 % de l'oxydation OH atmosphérique du globe.

D’autres travaux nécessaires

Ce travail de recherche n’a été effectué qu’à partir d’un événement atmosphérique. Nos résultats sont très incertains, en partie parce que nous ne savons pas comment ces mesures s'appliquent au reste du globe. Nous n'avons survolé que le Colorado et l'Oklahoma. La plupart des orages se trouvent dans les tropiques. Toute la structure des orages des hautes plaines est différente de celle des tropiques.

Pour cette raison, le chercheur pense que d’autres mesures effectuées par avion partout sur le globe doivent être réalisées afin de réduire cette incertitude et confirmer ses travaux, dont le détail est publié dans la revue JGR Atmospheres (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Vos commentaires

Veuillez noter que Radio-Canada ne cautionne pas les opinions exprimées. Vos commentaires seront modérés, et publiés s’ils respectent la nétiquette. Bonne discussion !