Un laser femtoseconde en Antarctique pour des mesures de gaz à l’échelle de trace

Bien que ces molécules soient en très faible concentration (jusqu’à moins d’une molécule sur mille milliards de molécules), elles ont un impact très important dans l’atmosphère en raison de leur très grande réactivité. Dans le cadre du programme CESOA, il est important de mesurer BrO et IO, qui interviennent dans le cycle du soufre, en oxydant le sulfure de diméthyl (DMS) émis par le phytoplancton marin.
Pour répondre aux besoins des physiciens de l’atmosphère, nous avons construit un système unique, architecturé autour d’un laser femtoseconde (Chameleon ultra II de la compagnie COHERENT) permettant de mesurer ces deux radicaux libres.
 

 

Après deux années de conception, de tests et d’optimisations au laboratoire, notre instrument a été transporté en Antarctique à la fin de l’année 2011 pour effectuer une première campagne de mesures de ces deux radicaux.

Ci-dessous, vous pouvez voir un exemple des résultats obtenus pour IO et NO₂, avec l’instrument. Aucune émission de IO n’est observable durant la tempête du 25 janvier à cause du vent catabatique (*) en provenance du continent, ni durant la période de chute de neige, le 26 janvier. Pour le NO₂, une forte dépendance à la direction du vent a été notée : les pics obtenus proviennent des émissions de la station Dumont d’Urville.

(*) Un vent catabatique, du grec katabatikos qui veut dire descendant la pente, est un vent gravitationnel produit par le poids d’une masse d’air froide dévalant un relief géographique.

Pour en savior plus sur la "ML-CEAS".