Lacroix
Notre société industrialisée libère de nombreux et divers polluants dans le monde. La combustion produit notamment une masse d’aérosols comprenant du noir de carbone. Bien que cela ne représente que quelques pour cent des particules d’aérosol, le noir de carbone est particulièrement problématique en raison de sa capacité à absorber la chaleur et à entraver les capacités de réflexion de la chaleur des surfaces telles que la neige. Il est donc essentiel de savoir remark le noir de carbone interagit avec la lumière du soleil. Les chercheurs ont quantifié l’indice de réfraction du noir de carbone au degré le moreover précis à ce jour, ce qui pourrait avoir un effects sur les modèles climatiques.
Il existe de nombreux facteurs à l’origine du changement climatique certains sont très connus, tels que les émissions de dioxyde de carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles, le dioxyde de soufre provenant de la fabrication du ciment ou les émissions de méthane provenant de l’élevage. Les particules d’aérosols de noir de carbone, également issues de la combustion, sont moins couvertes par l’actualité mais sont particulièrement importantes. Essentiellement de la suie, le noir de carbone absorbe très bien la chaleur du soleil et la stocke, ajoutant à la chaleur atmosphérique. Dans le même temps, étant donné que les couleurs sombres sont moins efficaces pour réfléchir la lumière et donc la chaleur, comme le noir de carbone recouvre des surfaces additionally claires, y compris la neige, il réduit le potentiel de ces surfaces à renvoyer la chaleur dans l’espace.
“Comprendre l’interaction entre le carbone noir et la lumière du soleil est d’une significance fondamentale dans la recherche sur le climat”, a déclaré le professeur adjoint Nobuhiro Moteki du département des sciences de la Terre et des planètes de l’Université de Tokyo. “La propriété la in addition critique du noir de carbone à cet égard est son indice de réfraction, essentiellement la façon dont il redirige et disperse les rayons lumineux entrants. Cependant, les mesures existantes de l’indice de réfraction du noir de carbone étaient inexactes. Mon équipe et moi avons entrepris des expériences détaillées pour améliorer cela. Avec Grâce à nos mesures améliorées, nous estimons maintenant que les modèles climatiques actuels pourraient sous-estimer l’absorption du rayonnement solaire owing au carbone noir de 16 %.”
Les mesures précédentes des propriétés optiques du noir de carbone étaient souvent faussées par des facteurs tels que le manque d’échantillons purs ou des difficultés à mesurer les interactions lumineuses avec des particules de formes complexes différentes. Moteki et son équipe ont amélioré cette predicament en capturant les particules de carbone noir dans l’eau, puis en les isolant avec des sulfates ou d’autres produits chimiques solubles dans l’eau. En isolant les particules, l’équipe a pu mieux les éclairer et analyser la façon dont elles se diffusent, ce qui a donné aux chercheurs les données nécessaires pour calculer la valeur de l’indice de réfraction.
“Nous avons mesuré l’amplitude, ou la drive, et la stage, ou le pas, de la lumière diffusée à partir d’échantillons de noir de carbone isolés dans l’eau”, a déclaré Moteki. “Cela nous a permis de calculer ce qu’on appelle l’indice de réfraction complexe du carbone noir. Complexe parce que plutôt qu’un nombre one of a kind, c’est une valeur qui contient deux get-togethers, dont l’une est “imaginaire” (concernée par l’absorption), bien que sa l’impact est très, très réel. De tels nombres complexes avec des composants imaginaires sont en fait très courants dans le domaine de la science optique et au-delà.
Comme les nouvelles mesures optiques du noir de carbone impliquent que les modèles climatiques actuels sous-estiment sa contribution au réchauffement atmosphérique, l’équipe espère que d’autres chercheurs et décideurs du climat pourront utiliser leurs découvertes. La méthode développée par l’équipe pour déterminer l’indice de réfraction complexe des particules peut être appliquée à d’autres matériaux que le noir de carbone. Cela permet l’identification optique de particules inconnues dans l’atmosphère, l’océan ou les carottes de glace, et l’évaluation des propriétés optiques des matériaux en poudre, pas seulement celles liées au problème actuel du changement climatique.
