La démarche d’Ångström étendue via la polarisation de la lumière
Alain Miffre, Danaël Cholleton et Patrick Rairoux (équipe ATMOS) ont publié un article intitulé "On the use of light polarization to investigate the size, shape, and refractive index dependence of backscattering Ångström exponents" dans la revue Optics Letters.
En 1929, en étudiant l’aptitude de la lumière à révéler la taille des poussières minérales de l’atmosphère, Ångström publia un papier où il introduisit une quantité a, décrivant le comportement spectral de la diffusion optique, notant que « plus les particules sont de taille élevée, plus la valeur obtenue pour a est faible ». A l’opposé, a prend la valeur bien connue de 4 pour la diffusion optique moléculaire.
En tirant parti de la polarisation de la lumière, les auteurs ont revisité l’approche historique d’Ångström pour établir expérimentalement la sensibilité de a à la forme, sphérique et non sphérique, des particules étudiées. Par la simulation numérique, les auteurs ont ainsi pu révéler la dépendance du paramètre a à la taille et à la composition chimique des particules sphériques et non-sphériques qui composent l’atmosphère. Cette démarche permet ainsi à la communauté des sciences de l’atmosphère et du climat d’interpréter les valeurs de a qui sont mesurées chaque jour, au-delà de l’interprétation historique d’Ångström, fondée sur la spéciation en taille.
Ångström's historical approach extended with light polarization
Alain Miffre, Danaël Cholleton and Patrick Rairoux (team ATMOS) published a paper entitled "On the use of light polarization to investigate the size, shape, and refractive index dependence of backscattering Ångström exponents" in the journal Optics Letters.
In 1929, while studying the ability of light to reveal the size of mineral dust in the atmosphere, Ångström published a paper in which he introduced a quantity a, describing the spectral behavior of optical scattering, noting that "the larger the particle size, the smaller was the value found for a". In contrast, a takes the well-known value of 4 for molecular optical scattering.
By taking benefit from light polarization, the authors revisited Ångström's historical approach to experimentally establish the sensitivity of a to the spherical and non-spherical shape of the particles. Through numerical simulations, the authors thus revealed the dependence of a on the size and the chemical composition of the spherical and non-spherical atmospheric particles. This finding allows the atmospheric and climate science community to interpret the a values that are measured daily, beyond the historical interpretation of Ångström based on size speciation.
