Mini-Fresques, l'APP Climat 2020

Lorsque deux gouttelettes d'eau nuageuse entrent en collision, elles peuvent s'agréger et former une gouttelette de taille supérieure. Les collisions sont dues à la turbulence dans le nuage mais aussi au fait que des gouttelettes de tailles différentes ont des vitesses de chute différentes et ont donc un différentiel de vitesse verticale dans le nuage. Les gouttelettes les plus grosses vont donc collecter les gouttelettes les plus petites. Ce processus s'appelle coalescence et a pour effet de décaler la distribution en taille des gouttelettes d'eau vers les plus grosses tailles. Les gouttelettes qui atteignent des tailles de 100 μm à 1 mm sont suffisamment grosses pour précipiter : ce sont des gouttes de pluie. Le processus de coalescence résulte donc en l'auto-conversion d'eau nuageuse (composée des gouttelettes de diamètre plus petit que 100 μm) en eau précipitante (composée des gouttes de diamètre plus grand que 100 μm). Le processus de coalescence est plus lent pour une distribution de taille de gouttelettes plus étroite car il y a moins de différences entre les vitesses de chute des gouttelettes. Le processus est aussi plus lent pour une distribution de taille plus petite car les vitesses de chute sont plus faibles.

Si la présence d'aérosols conduit à une diminution de la taille des gouttelettes d'eau nuageuse, il s'ensuit que le processus de coalescence va prendre plus de temps pour former des gouttelettes d'eau de taille suffisante pour précipiter. Il se peut aussi que le nuage s'évapore avant d'avoir eu le temps de précipiter. Dans ce cas, la vapeur d'eau ira se condenser plus tard dans l'atmosphère et aura une chance supplémentaire de précipiter. Au final, le second effet indirect des aérosols induit un retard dans le développement des précipitations et une augmentation de la durée de vie des nuages. Celle-ci peut s'accompagner d'un développement vertical et horizontal plus important du nuage.