Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 36, Numéro C8, Décembre 1975
EXPOSÉS et COMMUNICATIONS présentés au COLLOQUE
Physicochimie de la Basse Atmosphère / Physicochemistry of the Lower Atmosphere
Page(s) C8-17 - C8-23
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1975805
EXPOSÉS et COMMUNICATIONS présentés au COLLOQUE
Physicochimie de la Basse Atmosphère / Physicochemistry of the Lower Atmosphere

J. Phys. Colloques 36 (1975) C8-17-C8-23

DOI: 10.1051/jphyscol:1975805

AN ADVECTIVE HYPOTHESIS FOR THE FORMATION OF THE STRATOSPHERIC AEROSOL LAYER

M. KRITZ

Centre des Faibles Radioactivités. Laboratoire mixte CNRS/CEA 91190 Gif-sur-Yvette, France


Résumé
Dans un travail précédent, nous sommes arrivés à la conclusion que les grandes particules (~ .3 µm de rayon) de la couche stratosphérique d'aérosols sont formés par un processus de nucléation hétérogène et qu'un facteur important de la distribution en taille des aérosols est le nombre de particules susceptibles de servir de noyau dans ce processus hétérogène. Dans cet article, nous envisageons 2 sources possibles pour ces noyaux : leur transport depuis la troposphère et leur formation homogène dans la stratosphère. En utilisant un modèle numérique simple, on montre que si une nucléation homogène avait lieu dans la stratosphère, il en résulterait en général un nombre relativement grand (10 cm-3) de nouvelles particules, ce qui, compte tenu de nos travaux précédents, apparaît incompatible avec la formation des grandes particules telles qu'elles sont observées. On remarque également qu'un transport vertical par diffusion, depuis la troposphère conduirait aussi à un nombre trop grand de particules. Au contraire, si l'air était entraîné dans la stratosphère par un mouvement ascensionnel au cours des orages tropicaux intenses, cette advection verticale conduirait à la faible concentration de particules attendue, et serait également compatible avec les autres propriétés de la couche stratosphérique d'aérosols.


Abstract
In earlier work we concluded that the large (~ 0.3 µ rad) particles of the stratospheric aerosol layer are formed by a heterogeneous nucleation process, and that a primary factor controlling the particle size distribution of the aerosol is the number of particles available to serve as nucleation sites for the subsequent heterogeneous formation process. In this paper two possible sources of these sites are considered ; transport from the troposphere, and homogeneous formation in the stratosphere. Using a simple numerical model, it is shown that if homogeneous nucleation occurred in the stratosphere it would, in general, result in the formation of relatively large (~ 10 cm-3) numbers of new particles, which our previous work has shown to be incompatible with the formation of the observed large particles. It is also pointed out that vertical diffusive transport from the troposphere would also introduce unacceptably large numbers of particles, but that vertical advection, in which air enters the stratosphere in the updrafts of intense tropical thunderstorms, would have the requisite low particle concentrations and also be compatible with other observed properties of the stratospheric aerosol layer.