Emissions marines et impacts sur les CCN

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1 Emissions marines et impacts sur les CCN
Karine Sellegri, Allison Schwier, Clémence Rose, Eija Asmi Frederic Gazeau, Cécile Guieu Barbara D’Anna, Aurélie Même, Badr Rmili Nicholas Marchand, Jorge Rey, Langley DeWitt Sébastien Mas, Bruno Charrière

2 Aérosols marins et activité phytoplanctonique en Atlantic Nord
Contribution des composés organiques à l’aérosol marin: semblent liés à l’activité biologique Hiver Printemps Activité biologique (Chl-a) O’Dowd et al. Nature 2004 2

3 Mer méditerranée D’Ortenzio & Ribera d’Alcalà Biogeosciences 2009 Similaire en Atlantic Nord, l’activité biologique en méditerranée produit en printemps, spécialement dans le bassin occidental.

4 Corrélations Chl-a vs fraction organique de l’aérosol à Mace Head
Chl-a est la mieux proxy pour la fraction organique, meilleur que DOM et COP Rinaldi et al. JGR 2013 Peu d’information sur la composition et l’origine de cette fraction organique: Émise directement comme aérosol primaire ou formée à partir de précurseurs gazeux? Origine biogénique également en méditerranée? 4

5 Fraction organique dans d'embruns marins
Les fonctions des sources différentes dépendent des paramètres différentes: La vitesse du vent de surface La relation avec la concentration de la chl-a Les tailles des particules La température de l’eau de surface La salinité Figures sont exemples de correlation avec OM et vitesse du vent, chlorophylle et diametre d’aerosol Gantt et al. ACP 2011 Gong GBC 2003, Mårtensson et al. JGR 2003, O’Dowd et al. GRL 2008, Albert et al. AE 2010, Long et al. ACP 2010, Vignati et al. AE 2010 5

6 Villefranche-sur-mer
MEDSEA (acidification des mesocosms) SAM (enrichi) STARESO, Corse STARESO, Corse Villefranche-sur-mer Février – Mars prolifération d'algues Juin – Juillet 2012 pas de prolifération d'algues Mai 2013 prolifération d'algues artificielle 6

7 MEDSEA (acidification)
Groupes de 3 1 contrôle, 2 perturbations en mer libre 15 mètres 15m deep, in clusters of 3 7

8 SAM (enrichi) 1 contrôle, 2 perturbations 8

9 Procédure expérimentale Appareil de bubble-bursting
Cloud Condensation Nuclei Counter (CCNc) Impacteur SMPS Surface de la mer microcouche Des mesures biogéochimiques (pigments, nutriments, bactérie, etc.) Mer-aire flux d’aerosol Physical and chemical properties of the primary marine aerosol Fuentes et al., AMT 2010 9

10 MEDSEA

11 Concentration de Chlorophylle
3 mg/m3 is very high in Mediterranean during bloom Up to 20 mg/m3 in ocean during bloom Ranges up to 60mg/m3 in coastal areas Pas de prolifération d'algues prolifération d'algues 11

12 Distributions de tailles
4 modes, inclue enchatillons enrichi 18 nm (0.32) 39 nm (0.29) 92 nm (0.28) 260 nm (0.11) 20 nm (0.19) 37 nm (0.48) (0.24) 260 nm (0.9) pas de prolifération d'algues prolifération d'algues Lognormal mode distribution Values from Sellegri 2006, Dominant accumulation mode ~100nm, Aitken mode ~45nm Fuentes et al., 2010 montre les modes avec l’eau de mer synthetique : 14nm (0.38), 48nm (0.32), 124nm (0.17), 334nm (0.13) 12

13 Mode Distribution de numéro
Avec prolifération d'algues, augmentation de 2° (Aitken) mode Pas de différence entre les mesocosms acidifie, le contrôle, et l’eau dehors pas de prolifération d'algues prolifération d'algues 13

14 Fraction organique Fraction organiquemoyenne = 0.24±0.14
pas de prolifération d'algues prolifération d'algues κ = κorgεorg + κinorgεinorg κ = hygroscopicity parameter (Petters and Kreidenweis ACP 2007) κinorg=1.25 (Collins et al., JGR 2013; Prathers et al., PNAS 2013) 14

15 Corrélation avec des pigments
Beaucoup des publies utilisent une corrélation linéaire avec chlorophylle et fraction organique 15

16 Hétérotrophes, Virus-Like Particules et TEP (transparent exopolymer particules)
En accord avec Prather et al., 2013 16

17 Résumé Distributions de tailles montre un grande augmentation dans le 2° mode durant des périodes de la prolifération d'algues Corrélation avec chlorophylle a et autres pigments Plus corrélations avec des virus, hétérotrophes et TEPs 17

18 SAM

19 Concentration de Chlorophylle
1° enrichissement (B et C) 2° enrichissement (seul C) 19

20 Distributions de tailles
SMPS Distributions de tailles TEM 10 100 24 nm (0.12) 47 nm (0.42) 104 nm (0.46) 105 nm (0.48) 48 nm (0.41) 25 nm (0.11) Pas de différence entre les mesocosms enrichi, le contrôle, et d’eau dehors 20

21 Mode Distribution de numéro
Pas de différence temporale 21

22 Fraction organique Fraction organiquemoyenne = 0.65±0.06
κ = κorgεorg + κinorgεinorg κ = hygroscopicity parameter (Petters & Kreidenweis ACP 2007) κinorg=1.25 (Collins et al., JGR 2013; Prathers et al., PNAS 2013) 22

23 Corrélations Pigments Hétérotrophes Virus DOC Plus faible que les corrélations dans les mesocosms acidifié 23

24 Qu’est-ce que sont les différences entre les deux campagnes?
Résumé Distributions de tailles montre pas un change durant de la période des manips Pas de corrélation fort avec chlorophylle a, des virus, des hétérotrophes, et DOC Qu’est-ce que sont les différences entre les deux campagnes? 24

25 Comparaison MEDSEA (acidification) SAM (enrichi)
Augmentation de 2° mode Modes: 19, 38, 92, 260 nm 24% and 64% fraction organique Pas de différence entre le contrôle et les perturbations Corrélations avec les pigments, virus, hétérotrophes et TEPs SAM (enrichi) Pas d’augmentation de 2° mode Modes: 25, 48, 104 nm 64% fraction organique Pas de différence entre le contrôle et les perturbations Corrélations faibles avec les pigments, virus, hétérotrophes et DOC Peut-être les différences sont a cause des petits fluctuations du chimie. Pour CCN, les propriétés physiques semblent plus importants que les propriétés chimiques. 25

26 Remerciements: Microlayer data: Alina Ebeling, William Landing (Florida State University) Pigment data: Hervé Claustre, Joséphine Ras, Mustapha Ouhssain (LOV), Sébastien Mas (UM2), Bruno Charrière (MIO) TEPs: Maria-Luiza Pedrotti (LOV), Francesca Iuculano and Susana Agusti (Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA), Mallorca, Spain) Bacteria, Viruses: Anastasia Tsiola (Hellenic Centre for Marine Research (HCMR), Crete, Greece), Sébastien Mas (UM2), Bruno Charrière (MIO) 26

27 Addition microcouche enrichi
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28 Fraction organique Fraction organiquemoyenne = 0.24±0.14
Pas d’effet avec la microcouche enrichi 28