Avion Airbus A330-302 B-18317 de China Airlines, équipé par l'infrastructure de recherche européenne IAGOS. © Kuo-Ying Wang, National Central University, Taoyuan City, Taiwan
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Typhons et cyclones ont un impact sur la composition de l'atmosphère

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Équipés par l'infrastructure de recherche européenne IAGOS, deux avions de China Airlines ont fourni des données inédites sur l'environnement des typhons du Pacifique nord-ouest. Après leurs passages, les mesures montrent un « nettoyage » de l'atmosphère avec plus d'humidité et de faibles contenus en ozone et en monoxyde de carbone, caractéristiques de l'air océanique non pollué. Ces travaux ont fait l'objet d'une publication dans la revue Atmospheric Chemistry and Physics.
 

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L'infrastructure de recherche européenne IAGOS (In-service Aircaft for a Global Atmospheric System, un service d'observation labellisé par l'Institut national des sciences de l'Univers du CNRS depuis 1994 et une infrastructure de recherche du CNRS depuis 2009) sous la responsabilité du Laboratoire d'aérologie (LA-OMP), regroupe des structures de recherche en France, en Allemagne et au Royaume-Uni. Elle équipe des avions de ligne d'instruments permettant de mesurer la composition chimique de l'atmosphère.

Deux appareils de la compagnie taïwanaise China Airlines ainsi équipés par l'infrastructure de recherche européenne IAGOS ont fourni des informations inédites sur l'environnement proche des typhons du Pacifique nord-ouest. Ces travaux, publiés dans la revue Atmospheric Chemistry and Physics, ont été menés par une équipe de scientifiques internationaux dont trois chercheurs du Laboratoire d'aérologie (LA-OMP, CNRS/UT3 Paul Sabatier). Les scientifiques ont analysé les mesures de vapeur d'eau, d'ozone et de monoxyde de carbone recueillies lors des décollages et des atterrissages à l'aéroport international de Taipei, à proximité des typhons Nepartak, Nida et Megi, qui sont passés à moins de 1.000 kilomètres de Taïwan en 2016. Ces données ont été placées dans leur contexte météorologique grâce aux réanalyses ERA-5 du Centre européen de prévision météorologique à moyen terme (CEPMMT ou en anglais European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF).

Coupe verticale idéalisée (avec une échelle verticale amplifiée) d’un typhon, ou cyclone tropical, et des transports associés d’ozone (O3) et de monoxyde de carbone (CO), en relation avec les régions sèches (dry) et humides (moist), et les zones de fort tourbillon potentiel (PV). Cette figure résume les différentes contributions à l'impact des typhons sur la composition chimique de l'atmosphère. © Franck Roux, LA-OMP

Des mesures effectuées lors de décollages et atterrissages

Les observations IAGOS révèlent dans la moyenne et haute troposphère (entre 3 et 15 km d'altitude) un enrichissement systématique en ozone, un appauvrissement plus ou moins marqué en monoxyde de carbone et un fort assèchement, dans une large zone située 500 à 1.000 km à l'avant des typhons par rapport à leur déplacement. Au même endroit, les réanalyses ERA-5 montrent de fortes valeurs de tourbillon potentiel, caractéristiques de masses d'air d'origine stratosphérique (au-dessus de 15 km d'altitude).

Après le passage des typhons, les mesures IAGOS et les réanalyses ERA-5 révèlent un « nettoyage » efficace de l’atmosphère

Ces résultats, obtenus de façon quasi identique pour plusieurs typhons de l’année 2016 passés à proximité de Taïwan, montrent que ces puissantes perturbations météorologiques induisent, par compensation des forts courants ascendants qui leur sont associés, des mouvements descendants moins intenses mais beaucoup plus étendus spatialement. Ces derniers transportent parfois de l'air sec, pauvre en monoxyde de carbone et riche en ozone, de la haute troposphère ou de la basse stratosphère (entre 12 et 18 km d'altitude) vers la surface. Pour les cas étudiés, l'influence des éclairs - qui produisent des oxydes d'azote, précurseurs de l'ozone en air humide - souvent nombreux dans certaines régions de typhons ne semble pas importante. Après le passage des typhons, les mesures IAGOS et les réanalyses ERA-5 révèlent un « nettoyage » efficace de l'atmosphère avec un air plus humide et de très faibles contenus en ozone et monoxyde de carbone, caractéristiques de l'air océanique non pollué qui alimente les typhons.

Il serait maintenant intéressant de savoir si cet impact très net des typhons sur la composition chimique de l'atmosphère est une spécificité des phénomènes du Pacifique nord-ouest, ou s'il se retrouve, comme certaines publications semblent le montrer pour le nord et le sud-ouest de l'océan Indien, de façon plus ou moins systématique pour les cyclones qui se produisent sur les autres régions tropicales.

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