Gli aerosol atmosferici sono sottili particelle ( liquidi o solidi ) in sospensione in atmosfera che hanno una dimensione che può variare da una frazione di micrometro a parecchi micrometri.
Possono essere modificati chimicamente per reazione tra i loro componenti, o tra questi componenti e l'aria e l'umidità dell'aria, o ancora a seguito di una catalisi ( fotochimica , cioè indotta da UV solari ). Alcuni aerosol contribuiscono alla produzione di nubi antropiche (perché nell'aria fredda di altitudine nucleari goccioline d'acqua o microcristalli di ghiaccio), al degrado dello strato di ozono , ma anche alla produzione indesiderata di ozono troposferico , ai fenomeni di smog o alla pioggia acida. Insieme alle nuvole (che possono anche contribuire a creare o modificare) hanno una forte influenza sul clima; questi sono i fattori le cui conseguenze sono le più difficili da modellare nel contesto delle previsioni sui cambiamenti climatici .
Gli spray hanno origini diverse:
Alcune particelle vengono emesse da processi naturali ( erosione del suolo, spruzzi oceanici ).
Altri provengono dalle attività umane (combustione di biomasse - incendi di camini, incendi agricoli e incendi di giardini -, il principale emettitore di aerosol carboniosi in Europa in inverno, attività industriale, centrali elettriche a carbone e inceneritori di vecchia generazione principalmente., Perforazione di petrolio o gas. piattaforma, traffico automobilistico, scie di aeroplani, pennacchi di camini di navi mercantili o da guerra che utilizzano olio combustibile pesante , ecc.).
Queste particelle possono rimanere sospese nell'atmosfera per periodi che vanno da pochi minuti a pochi giorni, o anche più a lungo, a seconda della loro altitudine, della loro composizione chimica e dell'efficienza dei meccanismi naturali responsabili della loro rimozione (come la precipitazione ).
Le particelle atmosferiche, che possono variare di dimensioni da pochi nanometri a pochi micrometri, possono essere classificate in diverse categorie, a seconda del loro processo di formazione o delle loro dimensioni.
A seconda del loro processo di formazione, le particelle atmosferiche possono essere classificate in aerosol primari o secondari. Gli aerosol primari vengono emessi direttamente nell'atmosfera sotto forma di particolato dalle sorgenti di emissione. Il più delle volte, queste particelle sono di origine naturale come spruzzi di mare , detriti vulcanici e sono anche risultanti dall'erosione del suolo. Mentre, gli aerosol secondari si riferiscono a particelle generate all'interno dell'atmosfera stessa o dalla modalità di conversione delle particelle gassose dovuta alla condensazione di vapori di origine naturale o antropica, o dall'evoluzione di una particella primaria.
Una classificazione ampiamente utilizzata si basa sulla distribuzione granulometrica delle particelle e quindi sul loro diametro. Questo parametro è importante per caratterizzare il potere penetrante delle particelle nel sistema respiratorio, poiché le particelle hanno varie forme e densità, non possono essere facilmente assegnate a un diametro geometrico e devono essere basate sul concetto di forma equivalente sferica. Il diametro aerodinamico equivalente (dae) delle particelle, il più utilizzato negli studi ambientali, corrisponde al diametro di una particella sferica con una densità di 1 g / cm3, avente la stessa velocità di caduta in aria della particella interessata. È la dimensione delle particelle che regola il loro trasporto nell'aria, la loro eliminazione dall'atmosfera e la loro deposizione nelle vie respiratorie .
A seconda della loro dimensione, le particelle sono divise in due gruppi:
Le particelle sospese nell'aria vengono rimosse a secco o ad umido. La velocità di eliminazione dipende principalmente dal loro diametro aerodinamico e dalle condizioni meteorologiche.
È il trasporto di particelle alle superfici, in assenza di precipitazione. I principali meccanismi che portano alla deposizione di particelle sono: sedimentazione, impatto e diffusione browniana. La deposizione di particelle dipende dalle caratteristiche atmosferiche (velocità del vento, umidità, temperatura), dalla superficie (reattività chimica e biologica, caratteristica del terreno) e dalle proprietà fisiche delle particelle (dimensione, forma, densità).
Si tratta di depositi per precipitazione sotto forma di pioggia, nebbia o neve. Ci sono due fenomeni chiamati "washout" e "rainout". Il washout è l'intercettazione delle particelle atmosferiche da parte delle goccioline di pioggia e il rainout è la condensazione del vapore acqueo sulle particelle con conseguente formazione di goccioline d'acqua che vengono eliminate durante la precipitazione.
I dati sulla composizione e l'altezza degli aerosol atmosferici sono stati più spesso ottenuti da "palloni meteorologici" o campioni prelevati da aeroplani , e ora possono essere ottenuti da lidar .