Aerosoli în vânt pentru știință
Fum, nisip, polen, funingine, particule de sulf. aerosolii, emiși de diverse surse, nu cunosc granițele și trec de la un continent la altul. Procedând astfel, ele influențează clima și meteorologia.
Această „fotografie” a aerosolilor a fost obținută prin combinarea observațiilor de la instrumentul satelit modis din nasa cu rezultatele modelului de la Centrul European pentru Prognozele Meteo cu Gama Medie (cepmmt). Putem vedea praful ridicat de furtuni (in rosu), spray de mare spălat de depresiuni (in albastru), fumurile emise de incendii și incendii (în verde) și poluarea industrială cu particule datorată arderii combustibililor fosili (in alb).
Simone Mantovani, Observația meteorologică și de mediu a Pământului,
n 5-9 martie 2010, locuitorii teritoriilor Stavropol și Krasnodar din sudul Rusiei au fost surprinși să vadă căderea zăpezii. roz. Cum să explic această nuanță? Serviciul Federal Rus pentru Hidrometeorologie și Monitorizare a Mediului (Roshydromet) a dezvăluit că culoarea a fost rezultatul unui fenomen natural, zăpada amestecându-se cu particule de praf și argilă ridicate de o furtună de nisip în Sahara, Africa de Nord. Astfel de ninsoare roz au avut loc deja în Rusia în 2008 și 2009. Vom vedea că Franța nu este scutită de acest tip de fenomen.
Aceste prafuri sunt aerosoli, adică mici particule lichide sau solide suspendate în aer. Acesta este, de asemenea, cazul spray-ului maritim, al fumului din incendiile de pădure, al unei furtuni de nisip sau chiar al unei ceațe, cum se vede peste orașele mari sau regiunile industriale. Aceste particule sunt mici, de la câțiva nanometri la câteva zeci de micrometri în diametru.
Cu toate acestea, atunci când aceste particule sunt în cantitate mare în atmosferă, ca în exemplele anterioare, ele dau naștere la fenomene optice care pot fi observate. Aerosolii interacționează cu lumina în două moduri diferite: prin difuzie, modifică direcția de propagare a radiației solare; prin absorbție, acestea suprimă radiația solară. Intensitatea fenomenelor de împrăștiere și absorbție variază în funcție de lungimea de undă a radiației vizibile (care variază de la violet la roșu), mărimea aerosolilor și compoziția lor chimică. Ca rezultat, un panou de aerosoli poate apărea alb (în cazul particulelor mari care absorb puțină radiație), albăstrui (pentru particulele mici care dispersează în principal lungimi de undă mici), gri (pentru particulele de foc care absorb toate lungimile de undă) sau portocaliu (pentru mineral particule care absorb preferențial anumite lungimi de undă).
Surse de aerosoli
Există multe surse de aerosoli atmosferici și se face de obicei o distincție între aerosolii primari, care sunt emiși sub formă de particule, de aerosoli secundari, care provin din compuși gazoși care se condensează în atmosferă. Aerosolii primari sunt rezultatul proceselor de ardere, fie că este vorba de vegetație, turbă sau combustibili fosili, dintre care primul este cărbunele. Aerosolii secundari, la rândul lor, își găsesc originea printre compușii de sulf, cum ar fi dimetilsulfura emisă de fitoplanctonul marin și dioxidul de sulf emis prin arderea cărbunelui și a petrolului, sau chiar a compușilor organici volatili, inclusiv surse naturale, domestice sau industriale.
Particulele de aerosoli sunt atât de ușoare încât rămân suspendate în atmosferă și sunt transportate odată cu vânturile. După emisiune, particulele se diluează în atmosferă, dar în cele din urmă cad înapoi, fie prin depunere la suprafață, fie prin levigare prin intermediul precipitațiile. Particulele mai mari cad, de asemenea, lent prin atmosferă datorită greutății lor, până când sunt depuse la suprafață. Cu cât particulele sunt mai mari, cu atât viteza de cădere este mai mare, motiv pentru care numai cele mai fine particule pot fi transportate departe de regiunile sursă. Se estimează că, dacă particulele sunt emise în straturile inferioare, acestea nu rămân în atmosferă mai mult de două săptămâni. Dacă, dimpotrivă, se formează sau sunt emise în partea superioară a atmosferei, care se numește stratosferă, timpul lor de ședere este numărat în luni sau ani. Durata scurtă de viață a aerosolilor din atmosferă și diversitatea surselor înseamnă că aerosolii atmosferici se caracterizează printr-o variabilitate semnificativă atât în ceea ce privește concentrațiile, cât și proprietățile fizice și chimice. Această variabilitate ridicată nu împiedică aerosolii să aibă efecte asupra climei.
Ce rol pe climă ?
Aerosolii, în funcție de culoare și dimensiune, interacționează cu lumina în diferite moduri. Astfel, particulele limpezi și transparente, cum ar fi sulfații și nitrații, ar răci atmosfera. În schimb, particulele întunecate, cum ar fi funinginea, ar participa la încălzirea atmosferei prin absorbția luminii, chiar dacă local, suprafața Pământului se poate răcori datorită efectului de umbră al aerosolilor. În plus, funinginea care se așază pe un câmp înzăpezit reduce puterea de reflecție a zăpezii și, prin urmare, contribuie la încălzire. La nivel global, creșterea concentrațiilor de aerosoli atmosferici în secolul al XX-lea a încetinit încălzirea globală în această perioadă. Fără efectul de răcire al particulelor, care reflectă energia Soarelui, planeta s-ar fi încălzit deja cu mai mult de 1 ° C de la începutul secolului al XX-lea, comparativ cu 0,7 ° C observate astăzi.
Cantitățile de aerosoli emise continuă să crească în Asia și în tropice, dar au scăzut în Europa și America de Nord începând cu anii 1980 datorită reducerii emisiilor de dioxid de sulf care au decis să lupte împotriva ploilor acide. Subțierea stratului de aerosoli observat în țările dezvoltate ar fi putut contribui la încălzirea din ultimele două decenii. Întrebările care apar atunci sunt paradoxale. Ar trebui să promovăm îmbunătățirea calității aerului cu riscul accelerării încălzirii? Sau ar trebui să suportăm cantități mai mari de aerosoli, dăunători sănătății umane și ecosistemelor, dar care limitează oarecum încălzirea globală? Aerosolii necesită, așadar, compromisuri dificile din partea factorilor de decizie politică.
Cu toate acestea, sunt posibile sinergii între obiectivele de îmbunătățire a calității aerului și cele de atenuare a schimbărilor climatice. De exemplu, funinginea de carbon este un aerosol care contribuie la încălzirea atmosferei și ale cărei emisii sunt uneori independente de cele ale altor tipuri de aerosoli. Controlul emisiilor de funingine de carbon ar reduce încălzirea globală și ar limita bolile respiratorii și cardiovasculare. Dar ponderea încălzirii globale atribuită funinginii de carbon rămâne limitată. Prin urmare, trebuie să susținem în continuare o reducere a emisiilor pe termen lung de gaze cu efect de seră pe termen lung.
În plus, reducerea emisiilor de funingine de carbon nu trebuie făcută în nicio condiție. O reducere a emisiilor de funingine de carbon care ar costa costul creșterii emisiilor de dioxid de carbon nu este neapărat benefică. În cele din urmă, reducerea emisiilor de aerosoli la prețuri excesive nu este necesară atunci când emisiile de dioxid de carbon pot fi reduse la un cost mai mic. În orice caz, trebuie să știm cum să măsurăm aerosolii pentru a le înțelege mai bine.