Couche d'air saharien

La région près de la surface dans la masse d'air saharien subit un fort réchauffement par transfert thermique de la couche sous-jacente. Cet extrême réchauffement diurne crée une instabilité dans la couche la plus basse de l'atmosphère, réchauffant et asséchant l'air près de la surface et refroidissant tout en humidifiant l'air près du sommet de la couche par mélange convectif[2]. Des perturbations atmosphériques, comme des complexes orageux, peuvent alors se former au-dessus de l’Afrique du Nord dès que l'air passe dans une région plus humide au sol ou en altitude. Ces derniers produisent régulièrement de vastes tempêtes de poussière et de sable, dont quelques-unes vont jusqu'à 6 000 m d’altitude[1]. L'instabilité peut aussi parfois persister la nuit par la perte thermique par rayonnement au sommet de la couche d'air saharien.

D'autre part, la limite sud de cet air chaud du désert agit essentiellement comme un front dont les vents associés sont une source majeure des ondes africaines précurseurs de la formation des cyclones tropicaux[2].

La CAS est un sujet d’étude très vivant. Les recherches actuelles indiquent que les particules de poussières riches en fer, souvent présentes dans la CAS, augmente l'albédo et réfléchissent les radiations solaires, ce qui refroidit l’atmosphère[13]. Ces particules réduisent aussi la quantité d'énergie solaire arrivant jusqu’à l’océan et donc réduisent le réchauffement des eaux océaniques[13].

Les particules ont aussi tendance à augmenter la condensation pendant qu’elles dérivent dans la couche marine inférieure, servant de noyaux de condensation. Les quantités de précipitations sont cependant peu influencées car les gouttes formées sont trop petites pour tomber et n’ont pas tendance à facilement se fusionner. Ces gouttelettes s’évaporent donc plus facilement quand elles bougent latéralement dans de l’air plus sec ou quand l’air sec ce mélange avec l’air supérieur à la CAS[2] - [13].

Des recherches sur les aérosols montrent aussi que la présence de petites particules dans l’air a tendance à amoindrir les vents[13]. Il a aussi été observé que la CAS réduit le développement et l’intensification des cyclones tropicaux en asséchant la masse d'air, ce qui diminue les zones organisées d'orages, et en introduisant un fort cisaillement des vents avec l'altitude dans le système[1] - [2]. Un exemple d'inhibition causé par une CAS persistante est celui de la saison cyclonique 2006 dans l'océan Atlantique nord où le nombre d'ouragans fut restreint à 5[14].

Une conséquence positive est le fait que le sable saharien sert d'engrais à la végétation ! Ces poussières sont composées de minéraux précieux permettant de revitaliser la végétation, notamment le fer, le calcium, le magnésium et le phosphore[15].

Une partie des poussières sahariennes se déposent en mer, coule et reste traçable dans les sédiments marins du passé. Cette sédimentation a notamment été utilisée comme source d'information sur les paléoclimats nord-africain.
En 2018, une étude a présenté le premier enregistrement de poussière saharienne sur plusieurs cycles glaciaires (240 000 ans) qui a pu être réalisé grâce à un nouveau procédé de normalisation des mesures de flux de poussière basé sur le 230Th. Ce travail montre - pour la marge ouest-africaine - une forte corrélation des envols de poussière avec l'insolation estivale, et des changements limités entre périodes glaciaires et interglaciaires, évoquant une variabilité cohérente dans la ceinture de mousson africaine tout au long du Pléistocène. Mais les émissions de poussières sahariennes aux basses latitudes n'étaient pas synchrones avec celles des latitudes moyenne et élevée, ce qui remet en question l'utilisation des enregistrements de poussières Plio-Pléistocène existants pour étudier les liens entre le climat et l'évolution des hominidés[16].

Une rue de Lyon (France) sous une couche d'air saharien

Les aérosols transportés par la couche d'air saharien peuvent contenir des traces de césium-137, un élément radioactif produit lors des essais nucléaires français dans le Sahara algérien entre 1960 et 1966. Des retombées de césium-137 charriées par la couche d'air saharien sont d'ailleurs régulièrement mesurées jusqu'en France. Cette très faible pollution a été estimée en février 2022 à 80 000 Becquerel par kilomètre carré, ce qui ne présente pas de dangerosité, contrairement aux niveaux encore élevés mesurées à proximité des sites de tests[17].

• (en) « Boucle satellitaire en temps réel de l'évolution de l'air sec saharien », sur tropic.ssec.wisc.edu.

• [Desert Meteorology] (en) Thomas T. Warner, Desert Meteorology, Cambridge University Press, 2004, 595 p. (ISBN 978-0-521-81798-1, lire en ligne)