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Le carbone-suie dans l’atmosphère Européenne : identification, transfert, dépôts et impacts

par BRONDEX Julien - 27 mars 2015 - ( maj : 27 mars 2015 )

Marco ZANATTA

Date de début et de fin : octobre 2012- septembre 2015

Financement : 1/2 Labex OSUG@2020 (France) + 1/2 ERC BLACARAT project (Europe)

Directeurs : Paolo Laj (LGGE), Urs Baltensperger (Paul Scherrer Institute) et Martin Gysel (Paul Scherrer Institute)

Résumé :

Le Carbone-suie (BC) est principalement émis sous forme de particules primaires par les processus de combustion qu’ils soient naturels ou anthropiques. Compte tenu de sa capacité d’absorption du rayonnement solaire, le BC contribue de manière significative au forçage positif anthropique direct même en comparaison avec celui du CO2. Il fait donc partie des espèces pour lesquelles une réduction des émissions pourrait être bénéfique tant sur le plan de la réglementation de la qualité de l’air que pour la lutte contre le réchauffement climatique. Malheureusement, il existe un certain nombre de difficulté pour mieux quantifier le rôle du BC : métrologie, données limitée sur ses concentrations atmosphériques, incertitude sur les processus de dépôt, quantification des impacts radiatifs. Le travail proposé vise à contribuer à une meilleure connaissance du cycle du BC en documentant ses caractéristiques dans l’atmosphère Européenne, les mécanismes de son dépôt par les précipitations et son impact radiatif pré- et post-dépôt (atmosphère et neige). L’innovation de ce travail de thèse réside principalement dans l’utilisation d’un appareil de mesure du BC récemment mis sur la marché et donnant accès non seulement aux concentrations atmosphériques mais également à sa taille et à son degré de mélange.

Abstract :

The Black Carbon (BC) is emitted as primary particles by an incomplete combustion process of natural and anthropogenic origin. Due to its strong absorption capacity of solar light, the BC strongly contributes to positive radiative forcing in the atmosphere, comparable to CO2. Thus a direct reduction of BC emissions could acts directly on air quality and global warming. Despite the subject is extremely actual, all scientific works nowadays have been influenced by metrological issues, limited atmospheric data-set, incertitude on deposition processes and quantification of radiative impacts. The aims of this work is to investigate deeply the BC cycle, documenting its behavior as absorbing species in the European atmosphere, the mechanism of deposition and radiative impacts on snow. The main innovation of this work is the use of innovative instrument that provide supplementary information on BC : particles size, internal and external mixing state.

Mots-clef : Carbone-suie, forçage atmosphérique, Europe, Svalbard, Single particle soot photometer, absorption lumineuse // Black carbon, atmospheric forcing, Europe, Svalbard, Single particle soot photometer, light absorption

Post-scriptum :

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tutellesCNRSUniversité Joseph Fourier