Dans les années quarante du siècle dernier, les scientifiques ont mené une expérience au cours de laquelle ils ont pu provoquer une tempête de pluie en laissant tomber des morceaux de glace sèche sur des cumulus. Mais jusqu'à présent, le mécanisme de ce phénomène reste flou. Maintenant Prasanth Prabhakaran de l'Institut pour la dynamique et l'auto-organisation. Max Planck et ses collègues ont créé un nuage artificiel et ont découvert que la chute d'une seule goutte d'eau froide déclenche une réaction en chaîne avec la formation de nouvelles gouttes.
Dans les vrais nuages, les gouttelettes d'eau se développent généralement en adhérant à de minuscules particules d'aérosol, qui sont de la poussière, des cristaux de glace et même des bactéries. Mais Prabhakaran et ses collègues ont pu modéliser un système dans lequel des gouttelettes de liquide à haute pression peuvent se développer d'elles-mêmes sans avoir besoin d'aérosols. Cela a grandement simplifié la tâche de création d'un petit nuage en laboratoire.
Pour l'expérience, les scientifiques ont utilisé une boîte avec un fond chauffant et un couvercle supérieur refroidi. Cela était nécessaire pour créer une différence de température entre les couches inférieure et supérieure de quatre degrés.
De plus, pour recréer les processus atmosphériques sur Terre, les chercheurs ont effectué une série de manipulations chimiques. En particulier, l'hélium gazeux jouait le rôle de l'air à l'intérieur de la boîte, et l'hexafluorure de soufre était pris à la place de l'eau. Comme l'humidité atmosphérique, cette substance peut être à la fois liquide et vapeur, mais forme des gouttelettes à une température et une pression inférieures à celles de l'eau.
En conséquence, un modèle du cycle de l'eau dans la nature a été recréé à l'intérieur de la boîte. Un petit bassin d'hexafluorure de soufre liquide est apparu au fond, qui s'est partiellement évaporé et a flotté sous forme de nuage dans l'hélium gazeux. Sur le couvercle froid, l'hexafluorure de soufre s'est condensé en gouttes qui se sont cassées et sont tombées en volant à travers le gaz.
Les observations du modèle créé ont montré que les gouttes qui tombaient refroidissaient l'environnement plus chaud et provoquaient la formation d'un grand nombre de microgouttelettes. Cela s'est passé selon le même principe que l'apparition de condensation sur une surface froide en contact avec de l'air chaud.
Selon les scientifiques, ce modèle, décrit dans la revue Physical Review Letters, peut expliquer certains phénomènes atmosphériques, lorsque l'averse commence en quelques secondes, comme si quelqu'un ouvrait un robinet sous la douche. Dans certaines conditions, les plus petites gouttes d'eau dans les nuages peuvent se fondre en des formations assez grandes. Si de telles gouttelettes pénètrent dans les courants d'air ascendants, elles s'élèvent en couches plus froides puis se décomposent, provoquant la création massive de nouvelles gouttelettes.
Cependant, les experts estiment que les processus atmosphériques sont si complexes et diversifiés que les conditions expérimentales modélisées dans la nature sont assez rares. Mais peut-être que la prochaine fois que vous serez surpris par la pluie, ce n’est pas la faute des prévisionnistes, mais quelques gouttes de froid occasionnelles.
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