Jusqu’ici, nous avons discuté des conditions macrophysiques nécessaires à la formation des nuages. Comme chaque gouttelette de nuage se forme sur une particule d’aérosol, ces particules seront abordées dans ce chapitre. Un aérosol est défini comme un système dispersé de particules solides ou liquides en suspension dans un gaz porteur, dans notre cas l’air. Bien que techniquement le terme « aérosol » comprenne à la fois les particules et le gaz porteur, dans les sciences de l’atmosphère, il est courant d’utiliser le terme « aérosols » uniquement pour les particules solides ou liquides et de négliger le gaz porteur.
Les particules d’aérosol peuvent être classées en fonction de leur composition chimique et selon leurs caractéristiques physiques telles que la taille, la forme, la densité et la masse, comme nous le verrons dans la section 5.1. La taille des particules d’aérosol variant de quelques nanomètres à plusieurs micromètres, il s’est avéré utile de décrire leur nombre, leur surface et leur concentration massique en termes de plages de taille, appelées modes, en utilisant des distributions log-normales de taille (section 5.2). Les particules d’aérosol peuvent être émises directement dans l’atmosphère ou se former par transformation de gaz en particules. Ces mécanismes et les émissions des principaux types d’aérosols font l’objet de la section 5.3. Les particules d’aérosol sont éliminées de l’atmosphère par balayage sec et humide (section 5.4). La différence entre leur taux de formation et leur taux d’élimination détermine leur abondance (charge) dans l’atmosphère ainsi que leur durée de vie dans l’atmosphère. Leur durée de vie dépend fortement de leur taille mais aussi de l’altitude dans l’atmosphère (Section 5.5). Le chapitre se termine par un résumé des processus les plus importants des aérosols dans la section 5.6.
Caractéristiques chimiques et physiques des particules d’aérosol
Selon le type de particule, les aérosols ont des propriétés différentes qui déterminent leur rôle dans les processus atmosphériques. Un certain nombre de propriétés fondamentales peuvent être utilisées pour caractériser les particules d’aérosol ; il s’agit notamment des propriétés chimiques et physiques.
Caractéristiques chimiques
La caractérisation chimique d’une particule d’aérosol au niveau des composés chimiques serait généralement trop compliquée. Alors qu’une particule d’acide sulfurique nucléée à partir de ses précurseurs gazeux peut être décrite par une seule formule chimique, une particule de poussière minérale ou une particule carbonée générée par la combustion est constituée d’une vaste multitude de composés chimiques différents.