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The Jing Ltd. miniature combustion aerosol standard (Mini- CAST) soot generator is a portable, commercially available burner that is widely used for laboratory measurements of soot processes. While many studies have used the Mini-CAST to generate soot with known size, concentration, and organic carbon fraction under a single or few conditions, there has been no systematic study of the burner operation over a wide range of operating conditions. Here, we present a comprehensive characterization of the microphysical, chemical, morphological, and hygroscopic properties of Mini- CAST soot over the full range of oxidation air and mixing N2 flow rates. Very fuel-rich and fuel-lean flame conditions are found to produce organic-dominated soot with mode diameters of 10–60 nm, and the highest particle number concentrations are produced under fuel-rich conditions. The lowest organic fraction and largest diameter soot (70–130 nm) occur under slightly fuel-lean conditions. Moving from fuel-rich to fuel-lean conditions also increases the O:C ratio of the soot coatings from ~0.05 to ~0.25, which causes a small fraction of the particles to act as cloud condensation nuclei near the Kelvin limit (κ ~ 0–10−3). Comparison of these property ranges to those reported in the literature for aircraft and diesel engine soots indicates that the Mini-CAST soot is similar to real-world primary soot particles, which lends itself to a variety of process-based soot studies. The trends in soot properties uncovered here will guide selection of burner operating conditions to achieve optimum soot properties that are most relevant to such studies.

En Afrique de l'ouest, trois types d'aérosols prédominent : les poussières désertiques, les aérosols de feu de biomasse et les sels marins. Le mélange de ces trois types de particules d'aérosols peut impacter à divers degrés les propriétés radiatives de l'atmosphère ainsi que la formation et la précipitation des nuages. Dans le cadre de la campagne de mesures AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine) et pour caractériser au mieux ces particules, une veine de prélèvement ainsi qu'une plate-forme instrumentale ont été développés et implémentées dans un avion de recherche, l'ATR-42. Deux cas d'étude ont été sélectionnés, en juillet (SOP1) et en août (SOP2) 2006 afin de comprendre l'impact des systèmes convectif de méso-échelle (MCS) sur les propriétés hygroscopiques des aérosols. Les résultats des observations montrent une augmentation des propriétés hygroscopiques des particules due à la présence d'une pellicule de surface composée d'éléments solubles (sulfate, nitrate et chlorure). De façon à mettre en évidence les processus responsables de ces modifications, une simulation numérique a été réalisée. Cette simulation permet de décrire le mélange qui s'opère en phase aqueuse entre des éléments solubles et des poussières désertiques lesquelles, après évaporation, se recouvrent d'une pellicule de surface avant d'être réinjectées dans l'atmosphère., In West Africa, three types of aerosols prevail: desert dusts, biomass burning particles and sea salts. The mixing of these three types of particles may have consequences on atmospheric radiative properties and on cloud formation and precipitation. Within the framework of AMMA (African Monsoon Multidisciplinary Analyses) and to better characterize these particles, an isokinetic inlet as well as an instrumental platform were developed and deployed in the French research aircraft (ATR-42). Two study cases (July SOP1 and August SOP2 2006) illustrate the impact of the meso-scale convective systems (MCS) on the hygroscopic properties of particles. The observed results show an increase of particle hygroscopic properties due to the coating of soluble elements (sulfate, nitrate and chloride). Then, the simulation of the first study case shows the mixing of soluble elements and desert dusts in aqueous phase (i.e. cloud droplets). After evaporation, dust particles coated with soluble elements are released in the atmosphere.