Nuages et Particules

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Transformation et dépôt 

Une fois qu'elles sont émises, les particules restent dans la troposphère moins d'une semaine environ. Un jour ou l'autre elles sont éliminées en retombant au sol. Il existe deux façons pour elles de retomber au sol : le dépôt sec et le dépôt humide.

Mais avant d'être ainsi éliminées,  les particules peuvent voir leur taille, leur concentration et leur composition chimique se modifier.

L'évolution des particules dans l'atmosphère

Les paramètres physiques et chimiques d'une particule peuvent changer de plusieurs façons.

Puisqu'elles sont continuellement en mouvement, les particules peuvent se percuter. Ces collisions leur permettent parfois de s'agglomérer et de former ainsi de plus grosses particules. Ce processus de coagulation conduit donc à un remplacement continu de petites particules par de plus grosses.

La vapeur d'eau peut condenser sur les particules et les particules peuvent grossir aussi de cette façon.

Le nuage est un immense laboratoire chimique

Les aérosols jouent un rôle important dans la formation des nuages. Vous savez comment les nuages se forment : de la vapeur d'eau condense sur des Noyaux de Condensation Nuageuse (CCN). Ainsi, pendant la formation d'un nuage, certaines particules deviennent des gouttelettes grâce à l'incorporation d'eau. Dans cette gouttelette, des réactions chimiques ont lieu, comme dans un tube à essai de laboratoire.

Vous avez probablement déjà remarqué que tous les nuages ne donnent pas de précipitations. Les gouttelettes peuvent s'évaporer au lieu de devenir des gouttes de pluie. La particule restante pourra donc être différente de la particule initiale, d'un point de vue chimique ou physique (sa taille peut avoir changé). Une particule peut ainsi subir plusieurs condensations et évaporations avant de disparaître de l'atmosphère.
Les aérosols peuvent donc être modifiés de part leur participation aux processus nuageux.

Comment les particules disparaissent de l'atmosphère: le dépôt

Lorsque les particules sont éliminées de l'atmosphère en tombant sur le sol sans intervention d'eau, on parle de dépôt sec. Lorsque les particules sont éliminées par les précipitations (pluie ou neige par exemple), on parle de dépôt humide.

Le processus le plus simple de disparition des particules est le dépôt sec, aussi appelé sédimentation : c'est la chute de la particule sous l'effet de la gravité. Ceci concerne essentiellement les particules les plus lourdes. C'est pourquoi on trouve souvent les grosses particules près de leur source d'émission. Dans une atmosphère sèche et calme, la taille limite maximale des aérosols est déterminée par la sédimentation.
Le dépôt sec est cependant fortement dépendant des mouvements atmosphériques : le vent peut transporter les particules à de très longues distances de leur source.

Le dépôt humide a lieu en présence d'eau atmosphérique, dans les nuages ou au-dessous d'eux.

Une partie des aérosols sert de CCN sur lesquels l'eau condense pour former des gouttelettes. Lorsque le nuage précipite, ces particules à l'intérieur des gouttes sont donc éliminées. De plus, les gouttes dans le nuage peuvent "attraper" les particules qui les entourent, et ces particules collectées sont elles-aussi éliminées par la pluie.

Les aérosols qui sont dans l'air sous le nuage peuvent aussi être emportés au sol par les gouttes d'eau ou les flocons de neige qui tombent.

En fait, le dépôt humide est très efficace pour "lessiver" l'atmosphère : regardez les pare-brises de voiture qui sont souvent poussiéreux après la pluie! Et réfléchissez que vous avez parfois l'impression de respirer un air plus pur après une averse...

A propos de cette page...
Auteur: J. Gourdeau, LaMP Clermont-ferrand, France.
Relecteur scientifique: Dr Maud Leriche, CNRS LaMP, France.
Date de création: 12.03.2003.