BACON (BlAck Carbon Optical agiNg) ‒ Etude en chambre de simulation atmosphérique des propriétés optiques spectrales du « black carbon » (BC) particulaire

 

 

L'objectif du projet BACON est d'étudier les propriétés optiques spectrales du BC particulaire dans le domaine solaire et leur variabilité en lien avec le vieillissement atmosphérique.

 

Le projet ambitionne à répondre en particulier à deux questions scientifiques :
1. Quels sont l’efficacité massique d’extinction, d’absorption, et de diffusion (MEC, MAC, MSC), l’albedo de simple diffusion (SSA) et l’indice complexe de réfraction (m=n-ik) spectraux du BC particulaire et comment ces propriétés se modifient au cours du vieillissement dû à la présence de revêtements (« coating ») organiques et inorganiques sur les particules de BC?

2. Quel est la relation entre ces propriétés (leur intensité et variation spectrale) et la composition des aérosols de BC au cours du vieillissement?

 

Pour répondre à ces questions le projet BACON propose une approche originale en atmosphère contrôlée utilisant les récents développements instrumentaux de la chambre de simulation CESAM dont la nouvelle cellule UV-Vis qui permet la caractérisation des spectres d’extinction à haute résolution et à différents niveaux d'humidité relative sur tout le domaine spectral UV-Vis.

 

Le projet BACON permettra donc, pour la première fois, de déterminer les propriétés optiques (diffusion, absorption et extinction) du BC à haute résolution spectrale, à la fois en conditions sèches et humides, comme requise par les modèles climatiques et les algorithmes de restitution satellitaire, en fonction de la composition des particules et du vieillissement en atmosphère.
En particulier, BACON vise à fournir la première évaluation expérimentale robuste de l’indice de réfraction du BC dans l’ensemble du spectre solaire à partir d’une théorie qui prend en compte de la forme fractale des BC que ce soit en absence ou en présence des coatings surfaciques.

BACON permettra ainsi l’estimation expérimentale de l’albédo de simple diffusion SSA en conditions ambiantes et en fonction du temps en résidence en atmosphère. Le SSA est le paramètre qui détermine le signe (positif ou négatif) de l’effet radiatif direct au sommet de l’atmosphère, et donc l’effet de réchauffement ou de refroidissement du système terre-atmosphère par le BC.

Finalement, la mise en relation entre l’indice de réfraction, efficacités massiques, et SSA du BC et la variation de la composition et les modifications subites par vieillissement sera effectuée afin de restituer des paramétrisations utiles aux modèles climatiques.

 

 

Contact LISA: C. Di Biagio

 

Financement et date: LEFE/CHAT, 2019-2021

 

Partenaires:
CORIA (COmplexe de Recherche Interprofessionnel en Aérothermochimie), Rouen, J. Yon
IGE (Institut des Géosciences de l’Envoronnement), Grenoble, P. Laj
CNR (Centro Nazionale delle Ricerche), Bologna, Italie, A. Marinoni

 

Publications: in progress