Nuages ​​polaires mésosphériques - Polar mesospheric clouds

Nuages ​​Polaires Mésosphériques
Northpoleclouds AIMData c.jpg
Nuages ​​polaires mésosphériques au-dessus du pôle nord
Altitude 75 000 à 85 000 m
(250 000 à 280 000 pieds)
Nuages ​​polaires mésosphériques illuminés par le soleil levant .
Ces images montrent des mesures de nuages ​​mésosphériques polaires au cours d'une journée.

Les nuages mésosphériques polaires (PMC) sont une couche de diffusion diffuse de cristaux de glace d'eau près de la mésopause polaire d'été .

La description

Observé depuis le sol, ce phénomène est connu sous le nom de nuages ​​nocturnes . Depuis les satellites, les PMC sont le plus souvent observées au-dessus de 70°–75° de latitude et ont une saison de 60 à 80 jours centrée autour d'un pic qui se produit environ 20 jours après le solstice d'été . Cela est vrai pour les deux hémisphères. Une grande variabilité de la diffusion est observée d'un jour à l'autre et d'une année à l'autre, mais une moyenne sur de grandes échelles de temps et d'espace révèle une symétrie et un modèle sous-jacents de base. Le comportement à long terme de la fréquence des nuages ​​mésosphériques polaires varie en sens inverse de l'activité solaire.

Les PMC ont quatre types principaux basés sur la structure physique et l'apparence. Les voiles de type I sont très ténus et manquent de structure bien définie, un peu comme des cirrostratus ou des cirrus mal définis. Les bandes de type II sont de longues traînées qui se produisent souvent en groupes disposés à peu près parallèlement les uns aux autres. Ils sont généralement plus espacés que les bandes ou éléments observés avec les cirrocumulus. Les flots de type III sont des arrangements de courtes stries à peu près parallèles et rapprochées qui ressemblent pour la plupart à des cirrus. Les tourbillons de type IV sont des anneaux de nuages ​​partiels ou, plus rarement, complets avec des centres sombres.

Lorsque les nuages ​​mésosphériques sont observés au-dessus de l'atmosphère, les limites géométriques de l'observation depuis le sol sont considérablement réduites. Ils peuvent être observés « de face » sur le fond de ciel relativement sombre, même en plein jour. Le champ de vision du photomètre doit être bien dérouté pour éviter les interférences de la très brillante Terre à environ un degré sous la couche nuageuse. C'est une tâche beaucoup plus difficile d'observer les nuages ​​sur le fond clair de la Terre illuminée, bien que cela ait été réalisé dans l'ultraviolet dans la région spectrale de 200 à 300 nm, en raison du très petit albédo de la Terre dans cette partie de spectre.

Les astronautes américains et soviétiques ont observé le phénomène depuis l'espace dès 1970. La plupart des observations sont rapportées du côté nuit de l'orbite et l'observateur regarde vers le secteur crépusculaire. À ce moment, l'œil de l'observateur est adapté à l'obscurité et des nuages ​​mésosphériques polaires apparaîtraient avec un contraste maximum sur un fond relativement sombre. Les astronautes soviétiques ont signalé des observations de nuages ​​mésosphériques même lorsque le Soleil est au-dessus de l'horizon.

Les observations satellitaires permettent d'observer les parties les plus froides de la mésosphère polaire, jusqu'au pôle géographique. Au début des années 1970, des photomètres à lumière visible ont d'abord balayé l'horizon atmosphérique dans toute la région de la mésospause polaire estivale. Cette expérience, qui a volé sur le satellite OGO-6, a été la première à tracer des couches nuageuses de type noctilucent à travers la calotte polaire. La couche de diffusion très brillante a été observée en plein jour et a été identifiée comme l'extension vers les pôles de nuages ​​noctilescents. Au début des années 1980, la couche a de nouveau été observée à partir d'un satellite, le Solar Mesospheric Explorer (SME). À bord de ce satellite se trouvait un spectromètre ultraviolet, qui a cartographié les distributions des nuages ​​sur la période 1981 à 1986. L'expérience a mesuré le profil d'altitude de la diffusion des nuages ​​sur deux canaux spectraux (principalement) 265 nm et 296 nm. Ce phénomène est maintenant connu sous le nom de nuages ​​polaires mésosphériques.

Les caractéristiques saisonnières générales des nuages ​​mésosphériques polaires sont bien établies à partir des cinq années de données SME continues. Au cours de cette période, les données de quatre « saisons » de nuages ​​dans le nord et de cinq « saisons » dans le sud ont été enregistrées. Dans les deux hémisphères, la saison commence environ un mois avant le solstice d'été et se termine environ deux mois après. Puisqu'il n'y a pas de biais dus à des facteurs tels que le changement du nombre d'heures de visibilité, les conditions météorologiques, etc., il s'agit d'un comportement « vrai ». On pense que cela est dû au fait que la région de la mésopause estivale devient la plus froide au cours de cette période, provoquant la formation de glace d'eau, contrairement à la plupart des autres régions de l'atmosphère qui sont les plus chaudes en été. Les températures aux latitudes équatoriales de la limite de détection ne sont jamais assez basses pour que de la glace d'eau se forme.

Les nuages ​​mésosphériques polaires augmentent généralement en luminosité et en fréquence d'occurrence avec l'augmentation de la latitude, d'environ 60 degrés aux latitudes les plus élevées observées (85 degrés). Jusqu'à présent, aucune dépendance apparente à la longitude n'a été trouvée, ni aucune preuve d'une dépendance à l'activité aurorale. Cela indique que le contrôle des nuages ​​mésosphériques polaires est déterminé par des facteurs géographiques plutôt que géomagnétiques. La luminosité des nuages ​​​​mésosphériques polaires et des nuages ​​nocturnes semble être cohérente aux latitudes où les deux sont observés, mais les nuages ​​​​mésosphériques polaires près du pôle sont beaucoup plus brillants que les nuages ​​nocturnes, même en tenant compte du fond de ciel inférieur vu de l'espace. Les observations des nuages ​​mésosphériques polaires ont révélé que le phénomène bien connu du déplacement vers le nord avec la latitude de la date du pic d'occurrence des nuages ​​nocturnes est en partie dû à l'augmentation du nombre d'heures de visibilité des nuages ​​nocturnes avec la latitude et en partie à un retrait réel vers le nord de la limite vers la fin de la saison.

Le 8 juillet 2018, la NASA a lancé un ballon géant depuis Esrange , en Suède, qui a traversé la stratosphère à travers l' Arctique jusqu'à l'ouest du Nunavut , au Canada, en cinq jours. Le ballon géant était chargé de caméras, qui ont capturé six millions d'images haute résolution remplissant 120 téraoctets de stockage de données, dans le but d'étudier les PMC qui sont affectées par les ondes de gravité atmosphérique , résultant de l'air poussé par les chaînes de montagnes tout le long. jusqu'à la mésosphère. Ces images aideraient à étudier les turbulences dans l'atmosphère, et par conséquent de meilleures prévisions météorologiques .

La NASA utilise le satellite AIM pour étudier ces nuages ​​nocturnes, qui se produisent toujours pendant la saison estivale près des pôles. Cependant, les analyses tomographiques du satellite AIM indiquent qu'il existe une corrélation spatiale négative entre l' albédo et l'altitude induite par les vagues.

Voir également

Les références

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