Microphysique du manteau neigeux (évolution de la surface spécifique de la neige dans les Alpes et l'Antarctique ; impact sur la chimie atmosphérique)

La glace, sous forme de neige, recouvre jusqu'à 50 % des surfaces émergées de l'hémisphère Nord en hiver : elle est donc présente de façon importante à la surface de la terre. Elle interagit avec l'atmosphère par des processus complexes, comme la catalyse de réactions hétérogènes ou l'échange de gaz traces réactifs adsorbés à la surface des cristaux de neige, la diffusion en phase solide, les cycles de sublimation/condensation de glace qui entraînent des solutés. Leur compréhension et leur quantification requièrent la connaissance de divers paramètres physiques dont la surface spécifique (SS) de la neige, définie comme la surface accessible aux gaz par unité de masse. L'importance de ce paramètre et le peu de données existant dans la littérature a incité à effectuer ce travail sur l'étude de la SS de la neige et son évolution dans le manteau neigeux. La SS a été déterminée par l'absorption de méthane à 77K. Afin de comprendre les processus responsables de l'évolution de la SS, des macrophotographies et des images obtenues par microscopie électronique à balayage ont été utilisées. L'ensemble de nos résultats (176 mesures de SS) obtenus dans les Alpes et l'Artique a montré que la SS de la neige est très variable : elle est comprise entre 1540 et 100 cm2/g. Notre étude montre que la SS décroît avec le temps et que les principaux facteurs déterminant la cinétique de décroissance sont la température et le vent. A Alert, (Arctique canadien), l'étude détaillée de la microphysique du manteau neigeux a permis de mesurer directement la capacité d'adsorption de gaz traces réactifs par le manteau neigeux. Sa surface totale a été mesurée entre 1160 et 3710m2/m2. Nous avons ainsi démontré que le manteau neigeux pouvait séquestrer une grande partie des espèces présentes dans le système (neige+couche limite). Les mesures de SS ont également été utilisées pour déterminer les processus d'incorportion du formaldéhyde dans la neige.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF