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Pollution atrnospher ique
Les ca lculs glob aux reflet ent I'incer titude d e I'impact des aer osols miner aux , Le forca ge radiatif negatif dans les cour tes longueurs d 'onde est est irne com me etant du
mem e ordre qu e Ie forcage radiatif po sit if dans les gr andes lon gu eurs d 'onde. La
contrib ution totale est ainsi est irnee a [-0.6, + 0.4) W m -2 ([103], refere nce ci-dess ous ).
C'est-a-d ire qu e I'on ne con nait pas Ie signe, mem e s' il est probable qu e Ie forcage
total soit negatif.
Pour en sav oir plus ([103)) :
Inter government al P an el on Climate Change . Climat e Change 2001. IPCC Third Assess me nt Report . The Scien tifi c Basis, 2001. WMO and UNEP (plus spec ifique me nt
Ie chapitre 6, p. 372-373)
Problerne 2.2 (Albedo d'un nuage et effet Twomey)
L'objecti f de ce pr oblerne est de ca lculer l'epaisseur opt ique et l'albed o, dans
le visibl e, d 'un nu age.
On consid ere un nu age d 'ep aisseur h, compose de gout tes d 'eau de den sit e
n , supposees de merne t aille (donnee par un rayon effec tif T e ) , de conte nu en
ea u liquide L (en masse d 'eau par volume d 'air). Le rayon effect if est un rayon
moyen cal cul e en ponderant par la sect ion efficace des gout tes (qui joue un
rol e-de pour les propriet es radiatives) .
1. Exprimer l'ep ais seur optique Tc du nu age dans le visible. On cherche
deu x formulations : l'une en fonction de la den sit e de gouttes, n , l'autre
en fonction du rayon effect if, T e . On notera Pw la den site de l'eau .
2. Les obs ervations indiquent que le rayon effect if des nu ages est , de mani ere
indicative, de l'ordre de 5 a 8 urn sur les zon es urbaines (polluees) , de 8 a
10 urn sur les zon es cont inent ales naturelles et de 10 a 15 urn sur les
ocean s. Qu elle conse quence a un e diminution par deux du rayon effectif
sur la den site, la sur face totale des gouttes et l'ep aisseur op tique ?
3. L'albed o d 'un nuage peut et re parametre en fonction de l'ep aisseur optique selon
A _
T c
c - T c + 7.7
Tracer l'evolution de A c en fonction des ca racterist iques du nu age. Comparer les albe dos d 'un nu age en atmosphere marine (n ' :::: 100 cm - 3 ) et en
at mosphere polluee (n ' :::: 1000 cm - 3 ) .
Donnees ind icative s : L = O.5 gm- 3 et h = 100m.
Reponse :
1. P our Ie nu ag e sup pose homogene, T c = b
e x t x h (on om et la dep endance en la
lon gu eu r d 'onde dans les no t ations). On utili se b
e x t = 7rr
2 Q ex t n , avec, pour ce
ca s, Q ex t c::: 2 (section 2.1.7) , d 'ou
Pollution atrnospher ique
Les ca lculs glob aux reflet ent I'incer titude d e I'impact des aer osols miner aux , Le forca ge radiatif negatif dans les cour tes longueurs d 'onde est est irne com me etant du
mem e ordre qu e Ie forcage radiatif po sit if dans les gr andes lon gu eurs d 'onde. La
contrib ution totale est ainsi est irnee a [-0.6, + 0.4) W m -2 ([103], refere nce ci-dess ous ).
C'est-a-d ire qu e I'on ne con nait pas Ie signe, mem e s' il est probable qu e Ie forcage
total soit negatif.
Pour en sav oir plus ([103)) :
Inter government al P an el on Climate Change . Climat e Change 2001. IPCC Third Assess me nt Report . The Scien tifi c Basis, 2001. WMO and UNEP (plus spec ifique me nt
Ie chapitre 6, p. 372-373)
Problerne 2.2 (Albedo d'un nuage et effet Twomey)
L'objecti f de ce pr oblerne est de ca lculer l'epaisseur opt ique et l'albed o, dans
le visibl e, d 'un nu age.
On consid ere un nu age d 'ep aisseur h, compose de gout tes d 'eau de den sit e
n , supposees de merne t aille (donnee par un rayon effec tif T e ) , de conte nu en
ea u liquide L (en masse d 'eau par volume d 'air). Le rayon effect if est un rayon
moyen cal cul e en ponderant par la sect ion efficace des gout tes (qui joue un
rol e-de pour les propriet es radiatives) .
1. Exprimer l'ep ais seur optique Tc du nu age dans le visible. On cherche
deu x formulations : l'une en fonction de la den sit e de gouttes, n , l'autre
en fonction du rayon effect if, T e . On notera Pw la den site de l'eau .
2. Les obs ervations indiquent que le rayon effect if des nu ages est , de mani ere
indicative, de l'ordre de 5 a 8 urn sur les zon es urbaines (polluees) , de 8 a
10 urn sur les zon es cont inent ales naturelles et de 10 a 15 urn sur les
ocean s. Qu elle conse quence a un e diminution par deux du rayon effectif
sur la den site, la sur face totale des gouttes et l'ep aisseur op tique ?
3. L'albed o d 'un nuage peut et re parametre en fonction de l'ep aisseur optique selon
A _
T c
c - T c + 7.7
Tracer l'evolution de A c en fonction des ca racterist iques du nu age. Comparer les albe dos d 'un nu age en atmosphere marine (n ' :::: 100 cm - 3 ) et en
at mosphere polluee (n ' :::: 1000 cm - 3 ) .
Donnees ind icative s : L = O.5 gm- 3 et h = 100m.
Reponse :
1. P our Ie nu ag e sup pose homogene, T c = b
e x t x h (on om et la dep endance en la
lon gu eu r d 'onde dans les no t ations). On utili se b
e x t = 7rr
2 Q ex t n , avec, pour ce
ca s, Q ex t c::: 2 (section 2.1.7) , d 'ou