Programmes de recherche > En cours > Climate impacts of short-lived pollutants and methane in the Arctic

Retour à la liste

Climate impacts of short-lived pollutants and methane in the Arctic

Acronyme
CLIMSLIP-NyA

Référence
1030

Domaine de recherche
Vie et environnement

Région
Arctique

AWIPEV-Ny-Alesund

Site
http://lgge.osug.fr/

Responsable du projet
Hans-Werner JACOBI

Laboratoires
Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l'Environnement - LGGE (Université de Grenoble I, CNRS)

Date
En cours

Résumé

Les polluants de courte durée contribuent à l'amplification régionale du réchauffement global dans l'Arctique. Dans le projet CLIMSLIP-NyA nous examinerons deux aspects importants des polluants de courte durée dans l'Arctique. Nous étudierons comment le carbone suie dans l'atmosphère et dans la neige contribuent à l'augmentation de l'absorption du rayonnement solaire dans l'atmosphère et dans la neige. Nous étudierons également les interactions aérosol-nuage par la caractérisation simultanée des propriétés microphysiques et optiques des nuages et des aérosols. Les expériences sur le terrain incluent des observations des concentrations de carbone suie dans l'atmosphère pendant le printemps et la détermination des concentrations de carbone suie dans la neige utilisant un single particle soot photometer. Ces observations contribueront à une meilleure quantification du comportement du carbone suie et son dépôt dans la neige pendant la période du printemps Arctique. Dans le cadre, de l'étude de l'interaction aérosol-nuages, des mesures continues (3 mois) des propriétés des nuages couplées à celles des aérosols seront réalisées à la station de mesures du Mont Zeppelin à partir de l'instrumentation du LaMP (CPI, Néphélomètre Polaire, FSSP/sonde Nevzorov). Ces observations permettront d'étudier le lien entre la composition des aérosols (IN, CCN...) et les propriétés microphysiques et optiques des nuages pendant la période de transition Hiver-Printemps en arctique.
En conclusion, les résultats seront exploités par l'intermédiaire d'études de modélisation afin de déterminer l'impact des processus climat-appropriés sur les changements régionaux de l'Arctique.

Campagne 2014

Le projet vise à caractériser les propriétés optiques du manteau neigeux arctique pour étudier l'impact des impuretés chimiques, y compris le carbon suie ou black carbon (BC) sur l'albédo et la fonte de la neige. Au cours de l' expérience sur le terrain prévu , nous allons obtenir une caractérisation chimique et physique complète du manteau neigeux à Ny-Alesund qui peut être utilisé pour d'autres études de modélisation. Pour cette raison nous allons effectuer des mesures des propriétés physiques du manteau neigeux et nous allons recueillir des échantillons de neige pour des analyses chimiques lors du retour à Grenoble. Afin d'étudier l'évolution temporelle des propriétés du manteau neigeux et le comportement du BC pendant la période de fonte, nous allons effectuer des mesures dans la période mi-hiver (Mars 2014) ainsi que lors de la période de fonte en Mai / Juin 2014. Ces mesures complètent les études précédentes réalisées à Ny-Alesund pour examiner le dépôt de BC dans la neige.

Abstract

Short-lived pollutants contribute to the regional amplification of global warming in the Arctic. In the project CLIMSLIP-NyA we will examine two important aspects of short-lived pollutants in the Arctic. We will study how black carbon in the atmosphere and in the snow contribute to an enhanced absorption of solar radiation in the atmosphere and in the snow. The aerosol-cloud interactions will be also investigated by the simultaneous characterization of the microphysical and optical properties of clouds and aerosols. The field experiments include observations of black carbon concentrations in the atmosphere in springtime and the determination of black carbon concentrations in the snow using a single particle soot photometer. The observations will contribute to a better quantification of the behavior of black carbon in springtime in the Arctic and its deposition to the snowpack.
Three months of continuous measurements of cloud and aerosol properties will be performed at Mount Zeppelin station using the LAMP instrumentation (CPI, Polar Nephelometer, FSSP/Nevzorov probes). These observations will allow us to study the link between the aerosols properties and composition (IN, CCN...) and the microphysical and optical properties of clouds during the Winter-Spring transition period in the Arctic.
Finally, the results will be exploited in modeling studies to determine the impact of climate-relevant processes on regional changes in the Arctic.

Campaign 2014

The objective of the field experiments is to investigate on a local scale the climate impact of black carbon (BC) within the atmosphere-snow system. In order to better understand the impact we need to know more about the input of BC to the snow, the distribution of BC in the snow, and the resulting radiative properties of the snow.
During the first experiments in 2012 we performed BC measurements in the atmosphere and in fresh and deposited snow to study the relationship between BC in the atmosphere and in the snow and how BC is transferred from the atmosphere to the snow due to dry and wet deposition.However, not much is known about the behaviour of BC in the snow after deposition. due to the long transport times of Bc to the Arctic, it could be possible that the Bc is transformed into a large hydrophilic fraction that is readily flushed out by liquid water during the melting period. Therfore, the field experiments in the upcoming season will concentrate on studies regarding the behavior of BC in the snow after deposition. We aim to measure detailed BC profiles in the snow at different locations (seasonal snowpack at sea level and snow at higher altitudes on glaciers like the Kongsvegen and the Austre Lovenbren) in midwinter after sunrise as reference before the melting of the snow. Further measurements are planned during the melting period of the seasonal snow to investigate the influence of the formation of liquid water and percolation of the distribution of BC in the snow. During both periods the snow sampling will be accompanied by a detailed analysis of physical properties of the snowpack including snow type, temperature, density, liquid water content, and specific surface area. The physical and chemical characterization of the snowpack will subsequently serve as input for the simulation optical properties of the seasonal snow and its albedo.
All collected snow samples will be returned to Grenoble for a full chemical analysis regarding ionic species and BC using the SP2 instrument also used during the field measurements in 2012. Time series of atmospheric BC concentrations will be derived from continuous BC monitoring at Zeppelin Station by K. Eleftheriadis. These measurements are performed using an aethalometer and are, thus, not directly comparable to the BC measurements in snow with the SP2 instrument. However, parallel measurements with the SP2 and the same aethalometer at Zeppelin Station and a further aethalometer installed at Corbel during the field experiments in 2012 will be used to correlate the SP2 and aethalometer measurements.

.