Aérosols et Climat

Niveau : M1
Semestre : S1, ECTS : 3
Responsable : Pasquale Sellitto

 

Type d’enseignement : (cours /TD, projet/exposé)
Volume horaire : 30h cours/TD
Modalités de contrôle des connaissances : Examen écrit

 

Les aérosols atmosphériques sont des particules solides et liquides en suspension dans l’atmosphère. Ils jouent un rôle dans de nombreux processus atmosphériques et ils ont un impact potentiellement important sur le climat. À cause de la très importante variabilité spatiale et temporelle des caractéristiques microphysiques, chimiques et optiques de ces particules, l’effet global des aérosols sur le climat est considéré comme une des plus importantes inconnues du système climatique de la Terre. Ce cours est une introduction à la physique et la chimie des aérosols atmosphériques, et au forçage des aérosols sur le système climatique de la Terre. Les propriétés physico-chimiques des différentes typologies des aérosols (poussière minérale et sable désertique, cendre volcanique, sel marin, particules d’origine anthropique, etc) seront introduites et on discutera leurs sources et puits.

 

Un approfondissement sera fait sur les aérosols stratosphériques, principalement formés à partir des composés du souffre injectés lorsque certaines éruptions volcaniques majeures. L’importance des aérosols dans le transfert de rayonnement dans l’atmosphère sera discutée et les bases théoriques de l’interaction rayonnement-particules (la théorie de Mie) seront présentées. Une introduction aux techniques de mesure in situ et à distance sera, ensuite, proposée. Enfin, nous étudierons les différents aspects de l’impact des aérosols sur le climat, en particulier la diffusion et l’absorption du rayonnement solaire et terrestre (forçage radiatif direct) et les modifications des paramètres optiques et du temps de vie des systèmes nuageux (forçage radiatif indirect).

 

Plan du cours :

  • Les aérosols atmosphériques : généralités, typologies, sources et puits, propriétés physiques, chimiques et optiques ;
  • Les aérosols stratosphériques ;
  • Modélisation des aérosols ;
  • Effets radiatifs : interaction rayonnement-aérosols, la théorie de Mie pour une particule sphérique, généralisation à un ensemble de particules ;
  • Observations des aérosols : mesures par télédétection et in situ ;
  • Impact des aérosols sur le climat : effet radiatif direct, interactions aérosols-nuages.

 

Bibliographie :
Aérosols atmosphériques : Propriétés et impacts climatiques, Olivier Boucher, Springer-Verlag, Germany (ISBN : 9782817800547) ;
Absorption and Scattering of Light by Small Particles, Craig F. Bohren and Donald R. Huffman, Wiley-Blackwell, Germany (ISBN: 9780471293408).