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Blanc - SIMI 5-6 - Environnement, Terre et Espace (Blanc SIMI 5-6)
Edition 2011


SAM


Source d’aérosols marins dans l’atmosphère méditerranéenne

Sources of marine Aerosol particles in the Mediterranean atmosphere
SAMt a pour objectif de mieux appréhender, quantitativement et qualitativement, la production d’aérosol marin en région méditerranéenne. Il est basé sur des expériences en laboratoire en utilisant des échantillons d’eaux de mer réels , afin de comprendre les processus de transfert de la matière organique présente dans la phase aqueuse vers la phase atmosphérique. Le projet SAM prévoit aussi de comparer ces mesures à des expériences en mesocosmes.

Objectives
The project will answer to the following fundamental questions:
I. is there any contribution of organic matter to the primary marine aerosol produced from a region of the Mediterranean sea surface waters, if yes, is it seasonal dependant, and space dependant?
II. is the organic fraction measured in the primary aerosol produced by bubble bursting of biological origin, as in the Atlantic Ocean, or it is correlated to other components as the anthropogenic inputs?
III. how the photochemical aging affect these particles?
IV. can the photo-oxidative processes occurring at the air-sea water of interface produce some SOA?
V. organic matter is both water soluble (WSOM) and water insoluble (WIOM) – different sources?
SAM will provide qualitative and quantitative information on:
• Chemical and biological characterization of the sea-water surface layers in some regions of the Western Mediterranean sea (seasonal variation);
• primary organic aerosol (POA) and its photo-oxidative aging (OPOA) generated by bubble bursting technique of sea water samples (laboratory investigation);
• secondary organic aerosol (SOA) produced by photochemical aging of sea-water surface samples (laboratory investigation);
• POA and its photo-oxidative aging (OPOA) produced during a mesocoms experiments (field studies);
• SOA produced during a mesocoms experiment (field studies);
• Identification of possible bias from laboratory study and inputs on the strategy to adopt in the future for a better caracterisation of marine aerosol in Mediterranean regions;
• Emission fluxes of marine aerosol (POA and SOA);

Methodes
Méthode expérimentale:
Tache 1. Sampling and Water samples chemical and physical analysis (DOM, CDOM characterization, Chlorophyll-a, Carbohydrates, dicarboxylic acids, Bacterioplankton, Picoplankton Nanoplankton, Specific lipid abiotic degradation markers)
In-situ UV irradiance of the sea water column between 0 and -20m.
Identification of dissolved photo-degradation products UV/PAR
Abiotic degradation products of sea water.

Tache 2 et 3: mesure labo et mesocosms:
Construction chambre de reaction (presque termine en juillet 2012), construction «bubble-bursting apparatus;
Méthodes analitiques: propriete physico-chimiques aérosols: distribution en taille (SMPS), (n-SMPS and ELPI), volatilite et hygroscopie (VHTDMA) ), CCN, nucleation clusters NAIS and PSM;
Analyse en temps réel: caractérisation POA, OPOA and SOA de l'aerosol marin avec HR-TOF- AMS, C-TOF-AMS; off-line analyse:APCI/MS/MS , IC; analyse de gaz en temps réel: PTR-ToF-MS, cartridges et GC-MS et detecteur de gaz (ozone, NOx, SO2).

Résultats

Il n'y a pas encore eu des manip.
La premiere campagne de mesure aura lieu en novembre 2012.

Perspectives

On attend la campagne!

Productions scientifiques et brevets

aucune

Partenaires

CNRS-IRCELYON CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE RHONE-AUVERGNE

CNRS-LAMP CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE RHONE-AUVERGNE

LCP-IRA UNIVERSITE AIX-MARSEILLE

CNRS-LMGEM UNIVERSITE AIX-MARSEILLE

Aide de l'ANR 570 509 euros
Début et durée du projet scientifique janvier 2012 - 36 mois

Résumé de soumission

La mer Méditerranée représente un environnement dont les caractéristiques sont très spécifiques vis-a-vis des autres atmosphères marine et océaniques. C’est tout d’abord une mer semi-fermée, sous influence anthropique importante (effluents urbains, nombreuses embouchures de fleuves pollués, déversements d'hydrocarbures, etc). Les eaux mediterannéeens sont caractérisées par une activité biologique relativement faible et spécifique. Enfin cet environnement est exposé à un rayonnement solaire très élevé au cours d’une grande partie de l'année. Notre connaissance des sources et mode de production d’aérosols marins dans cette région est encore très limitée (voire inexistante), en particulier en ce qui concerne la fraction organique de ces aérosols. Ce projet a pour objectif de mieux appréhender, quantitativement et qualitativement, la production d’aérosol marin en région méditerranéenne, en fonction de la composition de l'eau de mer et des conditions photochimiques. Il est basé sur des expériences en laboratoire en utilisant des échantillons d’eaux de mer réels et synthétiques, afin, dans un premier temps de comprendre les processus de transfert de la matière organique présente dans la phase aqueuse vers la phase atmosphérique. Le projet SAM prévoit d’autre part d’une manière originale de comparer ces mesures en laboratoire à des expériences en atmoshère semi-controlée (mesocosmes), dans le but d’identifier les biais possibles de ces experiences, et de générer des paramétrizations de flux réalistes. L'effet de la contamination de l'eau de mer par des polluants types sur les flux et les propriétés des aérosols pertinentes pour le climat sera également étudié. Une instrumentation complète comprenant les caractéristique physique (embryons nanométriques, spectre de taille, hygroscopicité, propriétés CCN) et chimique (chimie en ligne, détermination des fractions solubles/insolubles, identification de marqueurs..etc.) sera utilisée pour caractériser la fraction de l’aérosol organique produit par un processus primaire (POA), secondaire (SOA) et par vieillissement photochimique de l’aérosol primaire (OPOA). Le POA sera produit par la technique de bullage et la surface de l’eau de mer sera exposée aux oxydants environnementaux et à la lumière pour étudier les propriétés physiques et chimiques du SOA nouvellement formé.
Cette étude fournira de nouvelles connaissances fondamentales sur les principaux composants chimiques et les propriétés physico-chimiques de l’aérosol marin émis à l’interface mer-atmosphère en Méditerranée en fonction des divers paramètres environnementaux. In fine, SAM permettra de générer les fonctions sources de l’aérosol marin, qui permettront d’alimenter des modèles à méso-échelle avec des paramétrisations adaptées à la région.

 

Programme ANR : Blanc - SIMI 5-6 - Environnement, Terre et Espace (Blanc SIMI 5-6) 2011

Référence projet : ANR-11-BS56-0022

Coordinateur du projet :
Madame Barbara D'Anna (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE RHONE-AUVERGNE)
barbara.danna@nullircelyon.univ-lyon1.fr

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.