Le projet CLOUD a comme but principal de vérifier la formation d'aérosols sous l'action des rayons cosmiques.

Dans  cette présentation du CERN , on lit:

"Ces études sont étayées par des mesures prises par satellite révélant la possibilité d’une corrélation entre l'intensité des rayons cosmiques et l’épaisseur de la couverture nuageuse à basse altitude"

Tout d'abord, j'émets des doutes, depuis toujours, sur la corrélation mentionnée, dont l'affirmation de l'existence, même sous forme de "possibilité", pourrait entraîner une certaine suspicion de parti pris.

Mais bref, on vise donc directement une vérification de la théorie reprise actuellement par Svensmark, mais déjà vieille d'un demi-siècle, d'une amplification possible des conséquences climatiques de l'activité solaire, via l'albédo des nuages bas stratiformes.

Ces nuages, comme nous l'avons vu ici, ont un albédo élevé pour un effet de serre quasi-nul.

Ils ont donc un effet refroidissant très élevé.

La "théorie" est, en apparence, simple:

Une activité solaire faible entraîne des rayons cosmiques forts (par diminution de la protection héliomagnétique) et ainsi des nuages bas élevés, d'où refroidissement supplémentaire.

Les nuages bas stratiformes (stratus) sont des nuages plutôt nombreux sur Terre en particulier au dessus des océans.

Ce sont des nuages du sommet de la "Boundary Layer" (BL, couche limite atmosphérique en français) qui est la couche atmosphérique la plus près de la surface, soumise à une forte turbulence, et dont l'épaisseur moyenne est de l'ordre du km.

Les stratus océaniques tropicaux ont une importance considérable dans le bilan radiatif terrestre.

En effet, dans les régions tropicales, une insolation très forte associée à une variation d'albédo avec et sans stratus, également très forte, provoquent des variations considérables de flux solaire absorbé par la surface.

C'est pourquoi l'effet GCR est  particulièrement traqué de ce côté de la planète.

Venons en donc à l'actualité récente qui motive cet article.

Le CERN a édité ce communiqué de presse dont ce paragraphe me semble contenir l'essentiel:

"Ces nouveaux résultats de CLOUD sont importants car nous avons fait une série de premières observations de quelques processus atmosphériques très importants" a dit le porte parole du projet, Jasper Kirkby.

Nous avons découvert que les rayons cosmiques augmentent significativement la formation des particules d'aérosols dans la moyenne troposphère et au dessus.

Ces aérosols peuvent éventuellement grossir en semences pour nuages.

Toutefois nous avons découvert que les gaz précédemment suspectés d'être responsables de la formation de tous les aérosols dans la très basse atmosphère n'interviennent en fait que très peu, même avec l'aide des rayons cosmiques."

….

Les résultats de CLOUD montrent qu' à quelques kilomètres de hauteur dans l'atmosphère l'acide sulfurique et la vapeur d'eau peuvent rapidement former des agglomérats, et que les rayons cosmiques  renforcent le taux de formation de près de dix fois ou plus.

Cependant, dans les basses couches de l'atmosphère, dans environ un kilomètre de la surface de la Terre, les résultats montrent que des vapeurs supplémentaires tels que l'ammoniac sont nécessaires.

Fondamentalement, toutefois, les résultats CLOUD montrent que l'acide sulfurique, l'eau et l'ammoniac seuls - même avec l'aide des rayons cosmiques - ne sont pas suffisants pour expliquer les observations de formation d'aérosols dans l'atmosphère. Des vapeurs (gaz ou substances) supplémentaires doivent donc être impliquées, et découvrir leur identité sera la prochaine étape pour CLOUD.

«Ce fut une grande surprise de constater que la formation d'aérosols dans la basse atmosphère n'est pas due à l'acide sulfurique, l'eau et l'ammoniac seuls», a déclaré Kirkby. "Maintenant, il est d'une importance vitale de découvrir quelles vapeurs supplémentaires sont impliquées, qu'elles soient largement naturelles ou d'origine humaine, et comment elles influencent les nuages. Ce sera notre prochain travail. "

L'abstract dans Nature  permet une lecture selon un angle un peu différent:

"Les aérosols atmosphériques exercent une influence importante sur le climat par leurs effets sur l'albédo et la durée de vie des nuages ​​stratiformes  ainsi que sur la dynamisation des tempêtes convectives. Les calculs sur modèle indiquent que presque la moitié des noyaux de condensation nuageuse globale dans la couche limite atmosphérique peut provenir de la nucléation des aérosols à partir de traces de vapeurs condensables, bien que la sensibilité du nombre de noyaux de condensation des nuages ​​à l'évolution du taux de nucléation peut être faible.

 Malgré des recherches approfondies, des questions fondamentales demeurent quant à la vitesse de nucléation des particules d'acide sulfurique et aux mécanismes responsables, y compris les rôles des rayons cosmiques galactiques et d'autres espèces chimiques telles que l'ammoniac.

 Nous présentons ici les premiers résultats de l'expérience CLOUD au CERN. Nous constatons que des valeurs de ratio, pertinentes dans l'atmosphère de 100 parties par billion en volume (0.1vpb), ou moins, en ammoniac, permettent d'augmenter le taux de nucléation des particules d'acide sulfurique de plus de 100 à 1000 fois.

 Des mesures moléculaires au fil du temps révèlent que la nucléation se produit par un mécanisme de base de stabilisation impliquant l'accrétion progressive des molécules d'ammoniac.

L'ionisation augmente le taux de nucléation par un facteur supplémentaire de deux à plus de dix avec des intensités de GCR constatées au niveau du sol, à condition que le taux de nucléation se situe en dessous du taux de production de paires d'ions limitant.

Nous constatons que la nucléation binaire ionique induite de H2SO4-H2O peut se produire dans la moyenne troposphère, mais est négligeable dans la couche limite. Cependant, même avec les améliorations du taux par l'ammoniac et les ions, les concentrations atmosphériques d'ammoniac et d'acide sulfurique sont insuffisantes pour rendre compte de la nucléation observée dans la couche limite"

J'en retiens personnellement 3 points importants:

1-dans des conditions approchées(apparemment pas dans les conditions de pression mais de température, ce qui est un peu gênant) de moyenne et haute atmosphère, les rayons cosmiques auraient un rôle significatif dans la formation des aérosols, notamment à très basse température.

Mais ce rôle devient négligeable, d'après les extraits et résumés plus haut, dans les basses couches de l'atmosphère et notamment dans la couche limite atmosphérique, siège des stratus océaniques, notamment.

Il est à noter que les variations de taux de nucléation en fonction du flux de GCR ont été effectuées en faisant varier ce flux de 0 à 100%, alors que les variations réelles sont de 10 à 20% et comme on a une histoire de racine carrée on est plutôt à des variations de nucléation de 1 à 12% dans des conditions froides extrêmes. (voir fin d'article de realclimate)

Les conséquences sur le plan climatique seraient donc quelque peu différentes de celles attendues puisque la formation des stratus océaniques serait peu affectée.

2- l'ammoniac jouerait un rôle très important, bien plus que celui des GCR, dans la formation des aérosols puisque des traces infimes pourraient multiplier par 1000 leur taux de formation.

Il est bon je pense de rappeler que le développement continu de l'utilisation d'engrais agricoles, notamment l'urée, augmente le taux d'ammoniac atmosphérique dans les mêmes proportions.

3-il reste l'inconnue de la formation des aérosols dans la couche limite, car on est incapable d'expliquer les taux observés à partir, uniquement, d'H2SO4, d'NH3 et de GCR.

En conclusion, il faut  attendre la suite, mais les premiers résultats non seulement ne confirment pas l'hypothèse "stratus", mais suscitent de nouvelles interrogations, du moins aux yeux des gens de CLOUD.