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Pi-polarimetre de laboratoire d'évaluation de la rétrodiffusion optique de quelques aérosols minéraux, sulfates et carbonés

A. MIFFRE, D. CHOLLETON, P. RAIROUX

Université de Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière, Villeurbanne, France

[2022]

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Résumé

La rétrodiffusion optique d'aérosols est essentielle pour comprendre le climat terrestre, de par son rôle dans le bilan radiatif. Si la contribution de l'aérosol sulfaté est de nos jours bien connue (IPCC 2013), il n'en est pas de même pour l'aérosol minéral d'origine désertique ou encore l'aérosol carboné, à fortiori lorsque ce dernier est intriqué dans des structures complexes de type c?ur-coquille comme dans les organosulfates. Dans ce contexte, la présente contribution vise à déterminer, en laboratoire, les caractéristiques polarimétriques et spectrales de la rétrodiffusion de quelques aérosols minéraux, d'agrégats de suie et d'organosulfates via un Pi-polarimètre de laboratoire, unique au monde. Cette démarche de laboratoire est essentielle pour quantifier l'effet direct de ces aérosols sur le climat. La rétrodiffusion de divers échantillons est ainsi étudiée à deux longueurs d'onde (355 et 532 nm) en s'appuyant sur le formalisme de la matrice de diffusion. Le rapport de dépolarisation est ainsi quantifié en géométrie de rétrodiffusion. Nous pensons que ce travail de laboratoire peut ouvrir de nouvelles perspectives sur notre compréhension de ces aérosols avec des applications notamment dans le domaine de la Télédétection lidar. Ces travaux coopératifs ont donné lieu à publication (Paulien et al., JQSRT, 2021), (Dubois et al., PCCP, 2021) ou sont en cours de soumission à l'automne 2021 pour ce qui concerne l'aérosol désertique.  


Mots clés

aérosol minéral, polarimètre, rétrodiffusion optique

Abstract

The optical backscatter of aerosols is essential to understand the Earth's climate, because of its role in the radiation balance. If the contribution of sulfate aerosol is nowadays well-known (IPCC 2013), it is not the same for mineral aerosol of desert origin or carbonaceous aerosol, especially when the latter is embedded in complex core-shell structures such as in organosulfates. In this context, the present contribution aims at determining, in laboratory, the polarimetric and spectral characteristics of the backscattering of some mineral aerosols, soot aggregates and organosulfates via a laboratory Pi-polarimeter, unique in the world. This laboratory approach is essential to quantify the direct effect of these aerosols on climate. The backscatter of various samples is studied at two wavelengths (355 and 532 nm) using the scattering matrix formalism. The depolarization ratio is thus quantified in backscattering geometry. We believe that this laboratory work can open new perspectives for our understanding of these aerosols with applications notably in the field of lidar remote sensing. This collaborative work has been published (Paulien et al., JQSRT, 2021), (Dubois et al., PCCP, 2021) or is in the process of being submitted in fall 2021 regarding mineral dust.


Keywords

mineral dust, scattering matrix, light backscattering

DOI

10.25576/ASFERA-CFA2022-27947

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