Mesures des aérosols

Aussi désignés par le terme de poussières fines ou PM (Particulate Matter), les aérosols ont une importance cruciale dans l’analyse du réchaufferment climatique, des pollutions pouvant générer des problèmes de santé publique et dans la formation des nuages. Leurs mesures permettent de détecter et d’analyser des évènements particuliers tels que le transport de poussières du Sahara, de cendres volcaniques ou les feux d forêts. Ils sont mesurés à l'aide d’appareils de mesure in-situ des réseaux de surface ainsi que par des instruments de télédétection.La surveillance des particulaires joue également un rôle primordial pour analyser des événements particuliers tels que le transport de poussières (ou sable) du Sahara staub ou de cendres volcaniques.

L'Institut Paul Scherrer (PSI) effectue les mesures opérationnelles des aérosols à la station de recherche de haute altitude du Jungfraujoch sur mandat de MétéoSuisse. Ces mesures font partie de la contribution que la Suisse apporte au programme de veille de l'atmosphère globale (VAG) de l’organisation mondial météorologique (OMM). Le suivi de la qualité et l'analyse des données à long terme sont accomplis en étroite collaboration avec la station aérologique de MétéoSuisse à Payerne.

Sur la trace des petites particules


Les prises d'air sont aménagées sur une terrasse en plein air. L'appareil visible au centre de l'image est constitué d'un tube fixé à la verticale et surmonté d'un récipient métallique à travers lequel l'air est aspiré. Des montagnes et des glaciers sont perceptibles au second plan.
Deux prises d'air captant les aérosols à la station de recherche du Sphinx sur le Jungfraujoch; les aérosols sont mesurés en continu par l'appareil situé au milieu de l'image.
© PSI

Les aérosols sont échantillonés par des têtes de prélèvement. Les mesures opérationnelles des aérosols comprennent les paramètres suivants:

 

  • les propriétés optiques des aérosols: l'absorption, la diffusion et la rétrodiffusion ainsi que leur dépendance des longueurs d'onde
  • la concentration en nombre des particules et des noyaux de condensation permettant la formation des nuages
  • la granulométrie des particules
  • la composition chimique des particules.

Des paramètres climatiques majeurs comme l'extinction, l'albédo de diffusion simple ou le facteur d'assymétrie peuvent être calculés à partir de ces données. Par exemple, l’albédo de diffusion simple détermine le signe du forçage radiatif dû aux aérosols et sa dépendance à longueur d’onde permet de détecter les incursions de poussières du Sahara.

Mesure des aérosols dans l’atmosphère

MétéoSuisse analyse et observe aussi les aérosols à l'aide d'instruments de télédétection délivrant les profils verticaux de certains paramètres d'aérosols et d’instruments mesurant la totalité de la colonne atmosphérique. La profondeur optique des aérosols est mesurée sur les stations du réseau suisse de mesures climatiques assurant la surveillance du rayonnement pour le climat alpin (SACRaM). Elle représente l'opacité de l'atmosphère et elle indique le degré d'atténuation de la lumière solaire par les particules. La profondeur optique des aérosols constitue une variable importante dans le forçage radiatif de la Terre.

Les LIDAR (Light Detection And Ranging)servent à mesurer les profils de la rétrodiffusion d'aérosols à la station aérologique de MétéoSuisse à Payerne. La concentration des aérosols peut être ainsi déterminée en fonction de l'altitude jusqu'à 12 kilomètres. Les appareils LIDAR très performants sont destinés à analyser des conditions climatiques particulières. Les mesures de la concentration massique d'aérosols permettent de surveiller la qualité de l'air; la station de mesure de Payerne fait partie du réseau national d'observation des polluants atmosphériques (NABEL), le projet commun de l'Office fédéral de l'environnement (OFEV) et du Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche (LFEM).

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