Labex CaPPA

1. Les effets des aérosols sur le climat

De grandes incertitudes demeurent concernant l’impact précis des aérosols sur le bilan radiatif et leurs effets sur le climat. Contrairement aux gaz à effet de serre qui réchauffent l’atmosphère, les aérosols peuvent, selon leur composition et l’albédo local de surface, refroidir ou réchauffer le système « terre-atmosphère ». Par ailleurs, leur durée de vie dans l’atmosphère est variable selon leurs tailles, leurs masses, et les conditions météorologiques.

• Interaction avec les rayonnements solaires et tellurique

En diffusant le rayonnement solaire, les aérosols ont un effet « parasol ». Ils ne permettent pas au rayonnement d’atteindre les couches d’air les plus proches du sol, et refroidissent la surface terrestre. En absorbant ce même rayonnement, les aérosols peuvent entrainer un réchauffement au-dessus de surfaces très réfléchissantes et ce d’autant plus que leur absorption est importante.  Pour ces deux types d’interaction, on parle d’effet direct des aérosols. De par leur absorption, les aérosols échauffent localement l’atmosphère et modifient le profil de température et donc l’humidité relative et par voie de conséquence la formation des nuages. On parle alors d’effet semi-direct.

Enfin, certains types d’aérosols comme par exemple les poussières désertiques absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface et l’atmosphère et le réémettent et contribuent ainsi au réchauffement (effet de serre) ; cet effet peut être localement significatif mais faible comparé à l’effet « parasol » à l’échelle globale.

• Interaction aérosols-nuages

Les aérosols jouent un rôle dans le cycle de l’eau en agissant comme noyaux de condensation (nuages d’eau liquide) ou noyaux glaçogènes (nuages de glace). Les aérosols modifient ainsi les propriétés optiques et physiques de la couverture nuageuse et impactent sa durée de vie. On parle ici des leffets indirects des aérosols.

2. Les effets des aérosols sur la santé humaine et la qualité de l’air

Les aérosols contribuent à la pollution atmosphérique et à son impact sanitaire et économique. En 2011, l’étude européenne Aphekom avait conclu que le dépassement du niveau moyen annuel de particules fines recommandé par l’Organisation mondiale de la santé (10 μg/m3) relevé dans l’air de 25 grandes villes européennes coûterait chaque année 31,5 milliards d’euros en dépenses de santé, de journées de travail perdues pour cause de maladie et coûts associés à la perte de bien-être, de qualité et d’espérance de vie.

Plus les particules sont de petites tailles, plus elles franchissent les barrières naturelles du corps humain et affectent profondément le système respiratoire. Les particules appelées PM 2,5 ont un diamètre inférieur à 2,5 µm. Elles sont dites très fines, contribuent à la survenue de maladies respiratoires ou pulmonaires puisqu’elles atteignent les éléments les plus petits du système respiratoire : les alvéoles pulmonaires.

Le projet « laboratoire d’excellence CaPPA » est organisé autour de six modules de travail :

• WP1. From gas phase to aerosols: biogenic VOCs (volatil organic compounds) as precursors for particles

• WP2. Aerosol microphysical, chemical and optical properties from fundamental heterogeneous processes to remote sensing

• WP3. Aerosol properties and multi-scale variability derived from innovating ground based and spaceborne observations,

• WP4. Improving the understanding of aerosol source distribution, transport and physico-chemical transformation using advanced merging of remote sensing with atmospheric modeling,

• WP5. Contributions to the study of interactions Aerosols/Clouds/Climate

• WP6. Hazard: dispersion, reactivity, deposition of radionuclides