Comprendre comment le climat a changé au cours des derniers siècles et évoluera dans le futur nécessite une connaissance détaillée de toutes les composantes du système climatique, y compris une évaluation précise de l'effet de l'activité humaine sur ceux-ci.

Évaluation de l'effet de l'activité humaine et des particules d'aérosol dans la machine climatique

La présence de particules d'aérosols dans l'atmosphère est connue pour affecter le climat, comme, outre leur interaction avec le rayonnement solaire, ils peuvent également servir de graines pour la formation de gouttelettes de nuages. La formation de particules en grappe à partir de précurseurs gazeux et leur croissance subséquente ont été signalées comme étant une source majeure de particules; cependant, l'identification des mécanismes ou des vapeurs impliquées n'est toujours pas complète.

"Aussi, afin d'évaluer l'effet de l'activité humaine sur le climat, il faut comparer le climat actuel avec celui de l'ère préindustrielle, ce qui signifie que nous avons besoin d'une représentation précise des conditions préindustrielles, y compris les particules d'aérosol et leurs sources, " Clémence Rose, dit le principal auteur d'un article sur les observations de la formation d'amas induite par des ions biogéniques dans l'atmosphère récemment publié.

Acide sulfurique, dont la production est en grande partie liée aux activités anthropiques, a été généralement reconnu comme essentiel dans les étapes initiales de la formation de nouvelles particules.

Cependant, la capacité des vapeurs organiques émises par les arbres, vapeurs biogènes, former également des particules a été récemment mis en évidence lors d'expériences menées dans la chambre CLOUD du CERN. Ces résultats suggèrent qu'un tel processus pourrait avoir dominé la formation de nouvelles particules à l'ère préindustrielle, lorsque les concentrations d'acide sulfurique étaient beaucoup plus faibles.

« Alors que les expériences en chambre permettent des enquêtes détaillées sur les mécanismes individuels et peuvent également très bien imiter les observations atmosphériques, ils ne peuvent pas reproduire pleinement la complexité de l'atmosphère réelle", dit Clémence Rose.

Formation d'aérosols à partir d'arbres émetteurs :du laboratoire au terrain

Suite aux observations susmentionnées au CERN, le but du travail maintenant publié était d'étudier l'occurrence de la formation d'amas chargés à partir de vapeurs biogènes dans l'atmosphère.

Pour ça, données collectées à la station SMEAR II à Hyytiälä, Finlande, avec une configuration instrumentale de pointe ont été analysés, fournissant des informations à la fois sur la taille et la concentration des particules d'amas ainsi que sur leur composition chimique. Un accent particulier a été mis sur la formation de clusters en soirée, se produisant dans des conditions qui ressemblent à celles des expériences en chambre CLOUD à proximité immédiate. Comme remarqué précédemment dans CLOUD, il a également été démontré que les vapeurs biogéniques dominent les premiers stades de la formation d'amas chargés au cours des événements nocturnes observés à Hyytiälä.

En particulier, les vapeurs résultant de l'oxydation des monoterpènes, la principale vapeur biogénique émise dans la forêt boréale, par l'ozone se sont avérés les plus efficaces pour former et faire croître les amas jusqu'à 6 nanomètres, après quoi leur croissance a été interrompue en raison du manque de photochimie et de vapeurs essentielles le soir.

Cependant, ces résultats n'excluent pas la possibilité pour les amas atmosphériques de se développer davantage - jusqu'à des tailles auxquelles ils peuvent aider à la formation de nuages ​​- dans un système dominé par des vapeurs biogéniques lorsque la photochimie est active et produit suffisamment de vapeurs nécessaires pour soutenir la croissance des particules.

« Évaluer l'effet de telles voies de formation d'amas à l'échelle mondiale nécessitera de multiples observations, et ce travail pionnier devrait encourager des études similaires, y compris par exemple l'analyse des événements de formation de grappes diurnes détectés dans des environnements vierges tels que par ex. la forêt amazonienne, " dit Clémence Rose.