Feux de forêts; pourquoi ne pas faire pleuvoir ?

L’ensemencement des nuages est une technique de modification du temps visant à améliorer les précipitations des nuages L’idée de l’ensemencement des nuages, conçue pour la première fois après la Seconde Guerre mondiale, est d’augmenter artificiellement l’efficacité des précipitations, et malgré de nombreuses incertitudes scientifiques qui persistent encore, c’est devenu une activité très pratiquée dans de nombreuses régions arides du monde.

Il existe deux principales techniques d’ensemencement des nuages. L’ensemencement hygroscopique des nuages vise à accélérer la coalescence des gouttelettes dans les nuages liquides, conduisant à la production de grosses gouttelettes qui commencent à précipiter. Le matériau d’ensemencement des nuages consiste généralement en de grosses particules de sel dispersées par certains moyens à la base des nuages. L’idée de l’autre technique, l’ensemencement glaciogène des nuages, est de déclencher la production de glace dans les nuages surfondus, entraînant des précipitations. L’ensemencement des nuages glaciogènes se fait généralement en dispersant de l’iodure d’argent .des particules ou de la neige carbonique (dioxyde de carbone solide) dans le nuage, provoquant une nucléation hétérogène de la glace. Une autre possibilité est d’utiliser du dioxyde de carbone liquide qui refroidit suffisamment le nuage pour que les gouttelettes d’eau surfondues gèlent de façon homogène. L’ensemencement des nuages glaciogènes est généralement appliqué aux nuages convectifs ou aux nuages orographiques d’hiver. Le plus grand nombre de recherches scientifiques sur l’ensemencement des nuages a été effectué sur l’ensemencement AgI sur ces deux types de nuages.

La glace carbonique et l’AgI se sont révélés pour la première fois être des matériaux efficaces de nucléation de la glace par Vincent Shaefer en 1946 et Berndt Vonnegut en 1947, respectivement. Le réseau cristallin d’AgI est très proche de celui de la glace hexagonale, ce qui a été initialement suggéré comme étant la raison de son efficacité de nucléation de la glace. Ce point de vue a ensuite été contesté dans une certaine mesure en raison d’expériences de laboratoire contradictoires et de l’hydrophobicité des surfaces AgI pures. Quelles que soient les raisons exactes de l’efficacité de nucléation de la glace d’AgI, il reste le matériau d’ensemencement de nuages le plus courant à la fois dans les études scientifiques et dans les opérations pratiques, bien que d’autres alternatives commerciales soient disponibles.

Après les découvertes originales de Schaefer et Vonnegut, la recherche sur l’ensemencement des nuages est devenue très intensive pendant des décennies, en particulier aux États-Unis. Deux voies d’ensemencement des nuages glaciogènes ont été développées. L’ensemencement statique vise à utiliser une quantité modeste ou « optimale » de graines dans le but de former des cristaux de glace (ou de neige) qui collectent des gouttelettes surfondues dans un processus appelé riming, qui conduit à la formation de graupels et à leur précipitation. L’ensemencement dynamique vise une glaciation rapide de l’ensemble du nuage en utilisant de grandes quantités de graines.

Au cours de la dernière décennie ou deux, la capacité à détecter des événements dans les nuages liés à l’ensemencement s’est améliorée, notamment grâce aux progrès de la technologie radar. Des modèles météorologiques ont également été développés qui intègrent des descriptions améliorées des processus microphysiques. Par exemple, Xue et al. ont développé un schéma complet de la microphysique d’ensemencement des nuages d’AgI, avec des représentations paramétrées des efficacités de nucléation par dépôt, de congélation par immersion, de nucléation par contact et de nucléation par condensation basées sur des expériences de laboratoire. Ces développements ont permis de meilleures comparaisons du développement prédit par le modèle des nuages après l’ensemencement et des événements réels dans le cloud.

Alors pourquoi laisser les forêts bruler et ne pas essayer de faire pleuvoir ?

En réalité l’ensemencement des nuages n’est pas aussi simple qu’il y paraît, et ce n’est peut-être pas aussi prometteur que les gens le souhaitent.

Les expériences d’ensemencement de nuages qui produisent de la neige ou de la pluie nécessitent le bon type de nuages avec suffisamment d’humidité, ainsi que les bonnes conditions de température et de vent. Le pourcentage d’augmentation des précipitations est faible et il est difficile de dire quand la neige ou la pluie est tombée naturellement et quand elle a été déclenchée par l’ensemencement.

Un homme regarde dans un congélateur, étonné de ce qu'il voit. — Vincent Schaefer, au premier plan, examine la neige créée dans un congélateur GE modifié en 1947, avec Irving Langmuir, à gauche, et Bernard Vonnegut.
General Electric Company/Musée des sciences et de l’innovation

En fait les résultats d’environ 70 ans de recherche sur l’efficacité de l’ensemencement des nuages sont mitigés.

La plupart des études scientifiques visant à évaluer les effets de l’ensemencement des cumulus ont montré peu ou pas d’effet. Cependant, les résultats de l’ensemencement des nuages orographiques hivernaux – des nuages qui se forment lorsque l’air s’élève au-dessus d’une montagne – ont montré une augmentation des précipitations.

Un dessin d'un avion en vol — Une illustration des processus d’ensemencement des nuages.
Naomi E. Tesla/Wikipédia

La quantité de neige ou de pluie liée à l’ensemencement des nuages a varié, avec jusqu’à 14 % signalés dans des expériences en Australie. Aux États-Unis, des études ont trouvé quelques points de pourcentage d’augmentation des précipitations. Dans une étude de 2020, les scientifiques ont utilisé un radar pour observer que 20 minutes d’ensemencement des nuages provoquaient l’épaississement et la chute de l’humidité à l’intérieur des nuages. En tout, environ un dixième de millimètre de neige s’est accumulé sur le sol en contrebas en un peu plus d’une heure.

Une autre étude, en 2015, a utilisé des données climatiques et une expérience d’ensemencement de nuages de six ans dans les montagnes du Wyoming pour estimer que les conditions y étaient propices à l’ensemencement des nuages environ un quart du temps de novembre à avril. Mais les résultats n’augmenteraient probablement pas le manteau neigeux de plus d’environ 1,5 % pour la saison.