Aérosols

Les aérosols sont des particules liquides ou solides de taille comprise entre 10^-³ et 10 microns. Elles sont d'origines variées et sont de différents types. Les principales classes d'aérosols sont les suivantes : les aérosols stratosphériques d'acide sulfurique, venant principalement des éruptions volcaniques, les aérosols marins troposphériques venant des océans, les aérosols désertiques venant des poussières des désert et zones semi-désertiques, les aérosols anthropogéniques venant de la pollution urbaine ou des feux et les aérosols venant des transformations chimiques. Un sujet important dans le programme de changement global est l'étude du cycle biogéochimique des aérosols troposphériques, et plus spécifiquement la génération des aérosols depuis la surface, leur ascension et transport ainsi que leur interaction avec les autres cycles.

 
Composition coloré des données Polder 1 montrant un panache d'aérosols désertiques au dessus de la côte Ouest de l'Afrique le 29 mai 1997 (à gauche) et la même zone un jour plus tard (à droite) (Source : LSCE)

Bien qu'étant un constituant mineur de l'atmosphère, les aérosols ont à la fois un impact direct et indirect sur le climat. Leur impact est direct par la diffusion et l'absorption du rayonnement solaire, menant à un effet de refroidissement ; et indirect par leur interaction avec les nuages. Les aérsols agissent comme noyau de condensation et affectent les propriétés microphysiques des nuages, qui à leur tour dirigent le bilan radiatif de la Terre (les nuages formés ainsi réfléchissent plus de rayonnement solaire). L'effet des aérosols pourraît ainsi contrebalancer le réchauffement global du aux gaz à effet de serre.

La nature extrêmement variable de leur propriétés physiques et chimiques, ainsi que leur distribution dans le temps et l'espace, rend l'étude des aérosols assez complexe.

En outre, les aérosols affectent aussi la télédétection par satellite de la Terre dans le domaine du visible. Une amélioration de la caractérisation de leur propriétés optiques est un problème clé dans l'amélioration de la qualité des produits basés sur les données des futurs instruments imageurs spatiaux.

La contribution de Polder à l'extraction des aérosols est illustrée dans Nature de Septembre 2002 : "A satellite view of aerosols in the climate system", Yoram J. Kaufman, Didier Tanré & Olivier Boucher.

Les capacité uniques de Polder sont telles que de nouvelles approches peuvent être proposées pour la cartographie globale des aérosols (à la résolution de 20x20 km) au-dessus des océans et des terres.

L'océan est pratiquement "noir" dans le proche infra-rouge et sa contribution est quasi constante à la longueur d'onde de 565 nm (loin du glitter). Le schéma d'inversion des aérosols au-dessus des océans est basé sur la dépendance spectrale dans la gamme 565-865 nm et sur les informations directionnelles du rayonnement et du rayonnement polarisé. Les données en sortie sont l'Epaisseur Optique des Aérosols et la distribution bimodale de la taille des aérosols. Grossièrement les aérosols sont un mélange de particules sphériques et non-sphériques.

Il est bien plus compliqué d'obtenir les propriétés optiques des aérosols au-dessus des terres, étant donné que leur contribution au signal au sommet de l'atmosphère est au mieux du même ordre que la contribution de la surface. Cependant, la contribution des aérosols dépasse toutes les autres en lumière polarisée. Par conséquent, l'algorithme opérationnel au-dessus des terres, utilise uniquement les canaux polarisés à 443, 670 et 865 nm. Cela permet de détecter les plus petites particules (aérosols anthropogéniques).

Indice d'aérosols cartographié à partir de Polder 1 - Décembre 1996 (Source : LOA)