Etude des propriétés hygroscopiques des aérosols atmosphériques PDF Download
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Author: Vincent Michaud
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Category :
Languages : fr
Pages : 304
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Book Description
Les particules d'aérosols jouent un rôle prépondérant sur le climat de la Terre, notamment à travers l'absorption et la diffusion du rayonnement solaire. L'hygroscopicité de ces particules est un paramètre important qui décrit leur capacité à augmenter leurs diamètres par condensation de vapeur d'eau en fonction de l'humidité relative. Ce travail a pour but d'étudier l'hygroscopicité des particules atmosphériques grâce à un système HTDMA développé au laboratoire. Notre travail s'articule autour de mesures réalisées en zone source (Marseille, Grenoble) et en zone de fond (puy de Dôme, 1465m). L'hygroscopicité mesurée sur ces sites est globalement plus importante en zone de fond qu'en zone source. Cette information, appuyée par nos mesures en laboratoire, met en évidence l'impact du phénomène de "vieillissement de l'aérosol sur son hygroscopicité par condensation de composés volatils à sa surface ou par formation de composés secondaires par réaction en phase aqueuse en nuage. La spécificité de cette étude est également due au couplage des propriétés hygroscopiques avec la composition chimique des aérosols mesurés par AMS. Ce couplage nous a permis de montrer, grâce à la théorie ZSR, que l'hygroscopicité de l'aérosol pouvait être calculée à partir de la connaissance de sa composition chimique, avec une précision de 5% en moyenne, en prenant en compte l'état de mélange de l'aérosol. Enfin, nos résultats montrent que l'aérosol est toujours présent sous forme de mélange externe, ce qui constitue une information importante pour évaluer l'impact radiatif (direct ou indirect) de l'aérosol
Author: Vincent Michaud
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Languages : fr
Pages : 304
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Book Description
Les particules d'aérosols jouent un rôle prépondérant sur le climat de la Terre, notamment à travers l'absorption et la diffusion du rayonnement solaire. L'hygroscopicité de ces particules est un paramètre important qui décrit leur capacité à augmenter leurs diamètres par condensation de vapeur d'eau en fonction de l'humidité relative. Ce travail a pour but d'étudier l'hygroscopicité des particules atmosphériques grâce à un système HTDMA développé au laboratoire. Notre travail s'articule autour de mesures réalisées en zone source (Marseille, Grenoble) et en zone de fond (puy de Dôme, 1465m). L'hygroscopicité mesurée sur ces sites est globalement plus importante en zone de fond qu'en zone source. Cette information, appuyée par nos mesures en laboratoire, met en évidence l'impact du phénomène de "vieillissement de l'aérosol sur son hygroscopicité par condensation de composés volatils à sa surface ou par formation de composés secondaires par réaction en phase aqueuse en nuage. La spécificité de cette étude est également due au couplage des propriétés hygroscopiques avec la composition chimique des aérosols mesurés par AMS. Ce couplage nous a permis de montrer, grâce à la théorie ZSR, que l'hygroscopicité de l'aérosol pouvait être calculée à partir de la connaissance de sa composition chimique, avec une précision de 5% en moyenne, en prenant en compte l'état de mélange de l'aérosol. Enfin, nos résultats montrent que l'aérosol est toujours présent sous forme de mélange externe, ce qui constitue une information importante pour évaluer l'impact radiatif (direct ou indirect) de l'aérosol
Author: Sophie Rojas
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Languages : fr
Pages : 183
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Book Description
Les aérosols jouent un rôle non négligeable sur le bilan de rayonnement global solaire et tellurique, d'une part, en diffusant et/ou absorbant une partie de ce rayonnement (effet direct), et en agissant comme noyaux de condensation nuageuse (CCN), d'autre part (effet indirect). Ce dernier point est mal quantifié. L'une des principales incertitudes concerne les paramètres influençant les propriétés hygroscopiques des aérosols, et en particulier leur potentiel CCN. Celui-ci peut être décrit par la théorie de Köhler qui prend en compte la tension de surface des particules d'aérosol en fonction de leur taille et de leur nature chimique, et en considérant l'aérosol comme un mélange externe de particules. Cependant de récentes études (Tervahattu et al. (2002), Russel et al. (2002)) ont observé l'existence, pour des masses d'air âgées, d'une pellicule enrobant certaines particules d'aérosol qui se forme par divers processus au cours du transport atmosphérique. Cette pellicule pourrait modifier la tension de surface de la particule et par conséquent ses propriétés hygroscopiques. Les études concernant l'influence de cette pellicule de surface sur le potentiel CCN des aérosols sont contradictoires. Afin de déterminer si la présence de cette couche de surface est capable d'influer sur l'hygroscopicité de l'aérosol, des mesures de concentration d'aérosol (CN) et de CCN, ainsi que des spectres granulométriques des particules, ont été effectués avant et après passage des échantillons dans un four utilisé pour volatiliser la pellicule externe éventuellement présente à la surface des particules échantillonnées (thermo-desorption).Ces échantillons ont été collectés sur trois sites de mesure (Zugspitze, Puy de Dôme, région de Strasbourg) représentatifs des différentes couches atmosphériques et exposés à l'influence de différents types de masse d'air...
Author: Paolo Villani
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Languages : un
Pages : 202
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Book Description
Ce travail se concentre sur le développement et l'application de la technique du "Tandem Differential Mobility Analyser" (TDMA) pour étudier, par classe de taille, l'aérosol submicronique et ses propriétés physico-chimiques (i. e. volatilité et hygroscopicité). En premier lieu, nous avons procédé à l'optimisation et à la réalisation d'un DMA au LaMP. Ensuite, le nouveau dessin du Volatility-VTDMA (6-V-TDMA) et l'expérience acquise nous a permis de développer et de construire un nouveau système combinant le conditionnement en température et en humidité des particules de l'aérosol, le "Volatility-Hygroscopic-TDMA" (VH-TDMA), pour mesurer le changement d'hygroscopicité des particules lorsque les composés volatiles sont enlevés par processus thermique. Basé sur les résultats des particules d'aérosols synthétiques, la prochaine étape de notre travail a été d'appliquer la technique VH-TDMA pour étudier le comportement hygroscopique des particules naturelles et thermo-désorbées dans différents environnements. Nous avons montré dans notre étude qu'un faible chauffage des particules d'aérosols atmosphériques peut conduire à des changements significatifs du facteur de grossissement hygroscopique.
Author: Suzanne Crumeyrolle
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Languages : fr
Pages : 225
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En Afrique de l'ouest, trois types d'aérosols prédominent : les poussières désertiques, les aérosols de feu de biomasse et les sels marins. Le mélange de ces trois types de particules d'aérosols peut impacter à divers degrés les propriétés radiatives de l'atmosphère ainsi que la formation et la précipitation des nuages. Dans le cadre de la campagne de mesures AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine) et pour caractériser au mieux ces particules, une veine de prélèvement ainsi qu'une plate-forme instrumentale ont été développés et implémentées dans un avion de recherche, l'ATR-42. Deux cas d'étude ont été sélectionnés, en juillet (SOP1) et en août (SOP2) 2006 afin de comprendre l'impact des systèmes convectif de méso-échelle (MCS) sur les propriétés hygroscopiques des aérosols. Les résultats des observations montrent une augmentation des propriétés hygroscopiques des particules due à la présence d'une pellicule de surface composée d'éléments solubles (sulfate, nitrate et chlorure). De façon à mettre en évidence les processus responsables de ces modifications, une simulation numérique a été réalisée. Cette simulation permet de décrire le mélange qui s'opère en phase aqueuse entre des éléments solubles et des poussières désertiques lesquelles, après évaporation, se recouvrent d'une pellicule de surface avant d'être réinjectées dans l'atmosphère.
Author: Nelson Bègue
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Languages : fr
Pages : 500
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Book Description
Cette thèse est consacrée à l'étude de l'évolution des propriétés physico-chimiques d'un panache d'aérosols désertiques nord africains au cours de son transport vers l'Europe du Nord. Cet épisode de mai 2008 est considéré comme l'évènement de transport d'aérosols désertiques le plus important de ces cinq dernières années observé sur le continent européen. La propagation de ce panache a été étudiée en combinant des moyens d'observation (sols, aéroportées, spatiales) au modèle de recherche Méso-NH. L'analyse des processus de dépôt a révélée que les quantités éliminées de l'atmosphère par dépôt sec et humide représentent respectivement 7 et 40 % de la quantité émise. Les valeurs d'épaisseur optique mesurées à 440 nm sur l'Europe variaient de 0.1 à 0.8, avec un maximum proche de 1 au-dessus des Pays-Bas. Au-dessus de cette région, les aérosols désertiques sont principalement situés entre 2.5 et 5.2 km d'altitude, mais aussi proche de la surface. La concentration en aérosols désertiques au sein de ces deux couches a été estimée respectivement à 350 et 450 μg.m-3. Néanmoins, les mesures réalisées ne présentaient pas les caractéristiques optiques habituellement associées à la présence d'aérosols désertiques. En particulier, la présence d'une importante dépendance spectrale a été observée le 30 mai à proximité de Cabauw. L'exploitation des simulations ont permis de montrer que cela résultait d'une efficacité de lessivage plus importante du mode grossier. La présence d'aérosols désertiques coïncide avec une augmentation de la concentration des noyaux de condensation (CCN). Nos résultats suggèrent que le mélange entre le panache et les aérosols de pollution d'origine anthropique a conduit à une augmentation des capacités hygroscopiques des aérosols désertiques. Ce travail de recherche confirme ainsi que les conditions physico-chimiques de l'atmosphère régissent le cycle de vie des aérosols.
Author: Kirill Ya. Kondratyev
Publisher: Springer
ISBN: 9783540262633
Category : Science
Languages : en
Pages : 572
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Book Description
This book provides the first comprehensive analysis of how aerosols form in the atmosphere through in situ processes as well as via transport from the surface (dust storms, seas spray, biogenic emissions, forest fires etc.). Such an analysis has been followed by the consideration of both observation data (various field observational experiments) and numerical modeling results to assess climate impacts of aerosols bearing in mind that these impacts are the most significant uncertainty in studying natural and anthropogenic causes of climate change.
Author: Kirill Ya. Kondratyev
Publisher: Springer
ISBN: 9783642065774
Category : Science
Languages : en
Pages : 0
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Book Description
This book provides the first comprehensive analysis of how aerosols form in the atmosphere through in situ processes as well as via transport from the surface (dust storms, seas spray, biogenic emissions, forest fires etc.). Such an analysis has been followed by the consideration of both observation data (various field observational experiments) and numerical modeling results to assess climate impacts of aerosols bearing in mind that these impacts are the most significant uncertainty in studying natural and anthropogenic causes of climate change.
Author: Dominique Thomas
Publisher: Elsevier
ISBN: 008102116X
Category : Science
Languages : en
Pages : 228
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Book Description
Filtration of aerosols is omnipresent in our daily lives, in areas as diverse as health, the protection of people and the environment, and air treatment inside buildings. However, the collection of particles within a filter media is not, contrary to popular belief, linked to a simple screen effect. The phenomena involved are much more complex and require the consideration of aerosol interactions, filter media and process conditions to select the best fiber filter for a given application. Aerosol Filtration, book for students, hygiene or process engineers, fibrous media manufacturers, designers, and filtration system suppliers or users addresses the filtration of aerosols in six chapters. These chapters cover physics and aerosol characterization, the fibrous media, and efficiency and filter clogging by solid or liquid aerosols, with special attention to the filtration of the nanoparticles. - Analyses the behavior of fibrous media against solid and liquid aerosols - Presents models of efficiency and pressure drop - Introduces computing elements for estimating the lifetime of filters - Provides guidance for designing filters and predicting their behavior over time
Author: Vincent Lafon
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 210
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Book Description
LA METHODOLOGIE ANALYTIQUE NECESSAIRE POUR CARACTERISER LA SURFACE DE L'AEROSOL ATMOSPHERIQUE A ETE MISE AU POINT SUR DES PARTICULES ISSUES DE LA COMBUSTION AUTOMOBILE : IL S'AGIT D'UN ECHANTILLON FACILE A PRODUIRE, DANS DES CONDITIONS EXPERIMENTALES COMPATIBLES AVEC UN PROTOCOLE ANALYTIQUE (REPETITIVITE ET REPRODUCTIBILITE). DE PLUS, CES PARTICULES PRESENTENT UN INTERET ENVIRONNEMENTAL MAJEUR EN MILIEU URBAIN. DANS UN PREMIER TEMPS, AFIN DE DISPOSER D'UN ECHANTILLON A LA FOIS REPRESENTATIF DE LA SOURCE MAIS EGALEMENT COMPATIBLE AVEC LES INSTRUMENTS CHOISIS, NOUS AVONS MIS AU POINT UN NOUVEL INSTRUMENT DE PRELEVEMENT. GRACE A CET OUTIL, NOUS AVONS APPORTE COMME INFORMATIONS NOUVELLES : - L'OBSERVATION DE LA TOPOGRAPHIE DE SURFACE DE PARTICULES, INACCESSIBLE JUSQU'ALORS PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE (M.E.B.), EST DESORMAIS POSSIBLE EN UTILISANT LA MICROSCOPIE A FORCE ATOMIQUE (A.F.M.) AFIN D'ETUDIER QUALITATIVEMENT LA SURFACE SPECIFIQUE DES PARTICULES ; - L'IDENTIFICATION DE FONCTIONS CHIMIQUES AINSI QUE DE STRUCTURES MOLECULAIRES LOCALISEES SPECIFIQUEMENT EN SURFACE GRACE NOTAMMENT A L'UTILISATION DE LA SPECTROMETRIE DE MASSE D'IONS SECONDAIRES UTILISANT UN DETECTEUR A TEMPS DE VOL (T.O.F. - S.I.MS.) ; - SUR LE CAS DE DIFFERENTS REGIMES DE FONCTIONNEMENT DE MOTEUR, NOUS MONTRONS LES VARIATIONS DE LA CHIMIE DE SURFACE A L'AIDE D'INDICATEURS (FONCTIONS CHIMIQUES) ; CE TRAVAIL PEUT ETRE GENERALISE A L'ETUDE D'AUTRES FAMILLES D'AEROSOLS ATMOSPHERIQUES AFIN D'ETABLIR UNE ECHELLE DE REACTIVITE EN PHASE HETEROGENE OU IDENTIFIER LE MATERIAU CARBONE SUSCEPTIBLE D'ETRE UTILISE COMME MODELE DE L'AEROSOL CARBONE ATMOSPHERIQUE. IL EST EGALEMENT POSSIBLE D'UTILISER CETTE METHODOLOGIE POUR PARTICIPER A L'ELABORATION DE MECANISMES
Author: marc Mallet
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 144
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Book Description
Il est maintenant clairement reconnu que les aérosols anthropiques modifient le climat terrestre sous la forme de trois effets différents. Tout d'abord, certains aérosols hydrophiles sont susceptibles de faire condenser de la vapeur d'eau à leur surface, entraînant une modification des propriétés nuageuses, c'est l'effet indirect. Lors de ciels clairs, les aérosols sont aussi susceptibles de diffuser et/ou d'absorber le rayonnement solaire ou tellurique, on parle alors de l'effet direct. Rétroactivement, cette absorption de l'énergie solaire peut conduire à un échauffement de certaines couches atmosphériques, ce dernier effet est l'effet semi-direct. Le principal objectif de ce travail de thèse a été d'estimer le forçage radiatif direct exercé par les différentes particules anthropiques en zone peri urbaine, lors de phénomènes de pollutions intenses, durant la campagne ESCOMPTE, avec un intérêt particulier portant sur le forçage en surface. Pour cela, nous avons développé une méthodologie s'appuyant sur des mesures in situ, satellitales et photométriques, permettant dans un premier temps de caractériser les propriétés optiques des principales espèces anthropiques (BC, POM, AS, N) de l'aérosol, puis d'estimer l'impact radiatif direct à l'échelle locale. Les principaux résultats montrent tout d'abord que 90 % de l'extinction du rayonnement solaire est due à l'aérosol anthropique. Le sulfate d'ammonium (AS) contribue pour 45 % à l'extinction, le carbone suie pour 20 % et la matière organique particulaire (POM) pour 20 % également. L'albédo de simple diffusion de la couche limite, prenant en compte les différentes espèces, a une valeur de 0.85 indiquant une forte absorption du rayonnement solaire. Le facteur d'asymétrie est égal à 0.59. Les comparaisons avec les inversions AERONET indiquent des résultats cohérents (0.86 /0.64). Cette couche d'aérosol anthropique diminue le flux net reçu à la surface terrestre (- 32 Wm 2) par réflexion du rayonnement solaire (-7 Wm-2) mais surtout en grande partie par absorption du rayonnement solaire (25 Wm-2). L'énergie disponible dans les basses couches atmosphériques augmente sa température radiative (1.68 Kjour l). Notre étude montre que le (BC) contribue fortement à la diminution de l'énergie solaire atteignant la surface (50 % du forçage), alors que le sulfate d'ammonium n'y contribue que pour 10%. Les propriétés optiques et le forçage radiatif direct local ont finalement été étudiés dans le cas d'un mélange interne. Alors que le facteur d'asymétrie reste relativement constant, l'albédo de simple diffusion est au contraire très sensible; il peut diminuer de 15 %, augmentant ainsi l'absorption du rayonnement. Comparé au mélange externe, l'énergie solaire atteignant la surface est réduite de 25 % (-42 Wm"2 ). Ceci est dû en grande partie à l'augmentation de l'énergie absorbée (38 Wm"2) dans la couche atmosphérique
