English
LGGE

Accueil du site > Actualités scientifiques > Archive des actualités scientifiques > Capacité Oxydante, Chimie du Brome, et origine du Sel de Mer sur l’Antarctique




Rechercher

OSUG - Terre Univers Environnement OSUG

Capacité Oxydante, Chimie du Brome, et origine du Sel de Mer sur l’Antarctique

par LEGRAND Michel - 11 février 2016 - ( maj : 11 février 2016 )

Les campagnes atmosphériques réalisées au Pôle Sud (1998-2003) par les américains, puis à DDU et Concordia durant l’ANR OPALE (2010-2012) ont bien établi le caractère très oxydant de l’atmosphère de ces régions, avec des teneurs en radicaux OH atteignant 3 106 cm-3 à Concordia en été (soit près de 20 fois plus qu’attendu pour ces régions « remote »). Si la cause principale de ce surprenant pouvoir oxydant de l’atmosphère Antarctique est maintenant bien identifiée, à savoir la photolyse de l’acide nitrique présent dans le manteau neigeux, plusieurs questions importantes restent à élucider pour parvenir à modéliser correctement des teneurs observées en radicaux OH et HOx. Une de ces questions interpelle les radicaux bromés. En effet, les teneurs en oxydes d’azote (NO et NO2) observées à Concordia, si elles confirment bien le rôle important du manteau neigeux, révèlent une abondance relative de NO2 par rapport à NO que nous ne pouvons pas expliquer. S’il ne s’agit pas d’un artéfact de mesure, nous devons invoquer la présence de radicaux BrO en quantité suffisante permettant la conversion rapide de NO en NO2 ou bien conclure à l’existence d’un mécanisme de conversion inconnu entre NO et NO2. Bien que souvent mise en avant pour tenter de trouver une réponse à une observation difficile à expliquer par ailleurs, cette question de l’importance de la chimie du brome reste délicate à appréhender vu la faible couverture spatio-temporelle des mesures sol de BrO (MAX-DOAS, LP-DOAS, ou ML-CEAS) et les limites d’utilisation de la seule valeur de la colonne troposphérique intégrée (dérivée de l’observation satellitaire, type GOME-2). Il est important de noter aussi que le radical BrO ne représente en fait qu’une espèce de la famille des espèces bromées présentes dans l’atmosphère (Bry), celles-ci s’inter-convertissant assez rapidement entre elles.

Dans un travail récent nous avons utilisé une autre approche pour cerner l’importance du brome en Antarctique de l’Est. Nous avons examiné nos observations pluriannuelles portant sur les teneurs en brome dans l’aérosol et en Bry dans la phase gazeuse, obtenues dans le cadre de CESOA à Concordia et DDU. Afin de relier la teneur observée en Bry à celle de BrO, nous avons fait appel au modèle « chimie-transport » du BAS qui traite de manière détaillée de la chimie du brome et paramètre les émissions d’aérosol marin (source principale de brome dans l’atmosphère) émis par l’océan libre mais aussi par la glace de mer. Enfin, nous avons travaillé avec notre collègue du service d’Aéronomie spatiale de Bruxelles pour extraire les données satellitaires suffisamment élaborées permettant la comparaison directe avec les simulations numériques visant la zone de DDU.

Concernant la chimie du brome, nous avons obtenu la toute première climatologie de la perte de brome de l’aérosol marin en Antarctique qui, contrairement au cas du chlore, prend place quasiment toute l’année (sauf en milieu d’hiver en l’absence de lumière). Les teneurs en Bry observées sont en assez bon accord avec les simulations obtenues en considérant les émissions d’aérosol marin (océan libre et glace de mer), les émissions par le manteau neigeux de Concordia (qui contient moins de 0.1 ppb de Br-) restant insignifiantes. Les simulations comme les données satellitaires suggèrent des teneurs en BrO en été qui excédent difficilement 1 pptv (même à DDU) et restent inférieures à celles observées côté Mer de Weddell. Ceci reste très insuffisant pour expliquer le rapport NO2/NO observé à Concordia. Enfin, important pour la communauté travaillant sur les carottes de glace, les mesures atmosphériques fines faites sur l’aérosol marin arrivant à Concordia tout comme les simulations numériques confirment une contribution importante des émissions d’aérosol marin par la glace de mer (au moins 50% du total). Si l’on considère l’extension de la glace de mer en période froide (plus de 1000 km) par rapport à nos jours, il est clair que la teneur en sodium de la glace est un excellent proxy (le meilleur avéré à ce jour) de l’étendue de la glace de mer, un paramètre important des climats passés.

Liens :

Year-round records of sea salt, gaseous, and particulate inorganic bromine in the atmospheric boundary layer at coastal (Dumont d’Urville) and central (Concordia) East Antarctic sites

Measurements of OH and RO2 radicals at Dome C, East Antarctica

First investigations of IO, BrO, and NO2 summer atmospheric levels at a coastal East Antarctic site using mode-locked cavity enhanced absorption spectroscopy

Dans la même rubrique :

Sous la tutelle de :

Sous la tutelle de :

tutellesCNRSUniversité Joseph Fourier