Une équipe de scientifiques a ouvert l'un des mystères durables de la météorologie – combien de grêles se développent à l'intérieur des nuages de tempête – en utilisant une approche innovante qui analyse les signatures chimiques verrouillées dans la glace. Les résultats, publiés dans Progrès des sciences atmosphériquesdéfier les hypothèses de longue date sur la formation de la grêle et pourrait entraîner une amélioration des intempéries.
L'équipe de recherche internationale, dirigée par des scientifiques de l'Université de Pékin, a utilisé une analyse isotopique stable pour reconstruire les antécédents de croissance de 27 grêles collectées sur neuf tempêtes à travers la Chine. Cette technique leur a permis de déterminer les altitudes et les températures précises à laquelle chaque couche des grêles s'est formée, créant efficacement une carte verticale de leurs voyages à travers les tempêtes.
Contrairement à la théorie dominante selon laquelle les grêles se développent en parcourant à plusieurs reprises de haut en bas à travers les nuages de tempête – créant des couches caractéristiques alternées de glace claire et opaque – l'étude a constaté que la plupart des grêles suivent des trajectoires beaucoup plus simples. Un seul des 27 échantillons a montré des preuves d'un véritable mouvement de recyclage. La majorité a augmenté soit en descendant régulièrement (10 pierres) ou après une seule poussée vers le haut (13 pierres), avec trois montrant principalement un mouvement horizontal.
La recherche a également identifié des seuils clés pour la croissance de la grêle. Alors que la plupart du développement se produit dans un « sweet spot » entre -10 ° C et -30 ° C où l'eau surfondée est abondante, l'étude a révélé que les embryons de grêle se forment à travers une plage de température étonnamment large de -8,7 ° C à -33,4 ° C. Des grêles plus importantes (dépassant 25 mm) nécessitent un mouvement ascendant soutenu pour rester dans des conditions de croissance optimales plus longtemps, expliquant pourquoi les orèbres graves dépendent de forts courants ascendants.
« Ce travail change fondamentalement la façon dont nous comprenons la formation de la grêle », a déclaré le chercheur principal, le professeur Qinghong Zhang de l'Université de Pékin. « En allant au-delà des hypothèses vers des preuves chimiques réelles, nous construisons une image plus précise de ces phénomènes météorologiques destructeurs. »
L'étude a bénéficié d'une source inhabituelle de données – des haillons collectés par des scientifiques citoyens à travers la Chine grâce à un projet mondial coordonné par l'organisation. Ces échantillons ont été contribués publiquement à établir des schémas de croissance robustes à travers différents systèmes de tempête.
La portée internationale comprend désormais des cas tels que les tempêtes de grêle italiennes, où les échantillons ont été transférés d'Europe vers les laboratoires américains avant l'analyse finale en Chine. De telles collaborations croisées renforcent les études comparatives des mécanismes de formation de la grêle.
Pour l'avenir, l'équipe prévoit d'étendre son analyse à plus de tempêtes tout en combinant des données isotopiques avec des études sur les particules piégées dans les grêles. Ces progrès pourraient conduire à une meilleure modélisation de la formation de la grêle et à une amélioration des avertissements météorologiques graves.
La recherche représente une collaboration entre l'Université de Pékin, l'Université du Nord-Ouest, le Bureau de modification des météorologiques de Beijing, l'Académie chinoise des sciences météorologiques et le Centre national américain de recherche atmosphérique.
