Modélisation du dépôt sec et des émissions d'espèces chimiques d'intérêt pour la qualité de l'air et pour la composition de la troposphère PDF Download
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Author: Martine Michou
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Category :
Languages : fr
Pages : 229
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Book Description
Nous avons paramétrisé les échanges de gaz trace et d'aérosols entre la surface et l'atmosphère dans MOCAGE, le modèle de chimie transport de Météo-France, multi-échelles. Les vitesses de dépôt sec, simulées en utilisant le schéma de résistances de [Wesely,1989] avec une formulation spécifique de la résistance stomatale, et un forçage météorologique analysé, ont été évaluées sur une base climatologique et par rapport à des mesures de campagne telles ESCOMPTE; en outre, les flux de dépôt de l'ozone et des espèces azotées réactives ont été confrontés avec des simulations d' autres modèles. Nous avons aussi paramétrisé et analysé, aux échelles globales et continentales, les émissions de Composés Organiques Volatils Non Méthaniques, qui dépendent fortement de la météorologie, en nous appuyant sur une description de la végétation à fine échelle.
Author: Martine Michou
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Languages : fr
Pages : 229
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Book Description
Nous avons paramétrisé les échanges de gaz trace et d'aérosols entre la surface et l'atmosphère dans MOCAGE, le modèle de chimie transport de Météo-France, multi-échelles. Les vitesses de dépôt sec, simulées en utilisant le schéma de résistances de [Wesely,1989] avec une formulation spécifique de la résistance stomatale, et un forçage météorologique analysé, ont été évaluées sur une base climatologique et par rapport à des mesures de campagne telles ESCOMPTE; en outre, les flux de dépôt de l'ozone et des espèces azotées réactives ont été confrontés avec des simulations d' autres modèles. Nous avons aussi paramétrisé et analysé, aux échelles globales et continentales, les émissions de Composés Organiques Volatils Non Méthaniques, qui dépendent fortement de la météorologie, en nous appuyant sur une description de la végétation à fine échelle.
Author: JOSE CARLOS.. GALLARDO GARCIA
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Languages : fr
Pages : 230
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L'AUGMENTATION RAPIDE DANS LA TROPOSPHERE DE LA CONCENTRATION D'OXYDES D'AZOTE (NO ET NO 2), DU MONOXYDE DE CARBONE (CO), DU METHANE (CH 4) ET DES HYDROCARBURES A MONTRE L'IMPORTANCE DE L'IMPACT DES SOURCES ANTHROPIQUES SUR LES EMISSIONS DE POLLUANTS. LA DECOMPOSITION CHIMIQUE DES POLLUANTS PRIMAIRES EMIS CONDUIT ALORS A LA FORMATION D'ESPECES SECONDAIRES QUI PERTURBENT LES EQUILIBRES PHYSICO-CHIMIQUES DE L'ATMOSPHERE. LA MODELISATION DE LA QUALITE DE L'AIR A L'ECHELLE REGIONALE REQUIERT L'UTILISATION DE MODELES QUI PERMETTENT DE GENERER LES CHAMPS CLIMATOLOGIQUES (TEMPERATURES, VENTS, ETC.) AINSI QUE LES CHAMPS DE CONCENTRATIONS EN POLLUANTS. POUR CE TYPE DE MODELISATION, IL EST NECESSAIRE DE CONSTITUER DES INVENTAIRES D'EMISSIONS QUI PERMETTRONT D'ALIMENTER LES MECANISMES CHIMIQUES DU MODELE. CE TRAVAIL S'EST SURTOUT INTERESSE AU CYCLE DE FORMATION-DESTRUCTION DE L'OZONE TROPOSPHERIQUE ET A CHERCHE A ANALYSER LES PHENOMENES DE POLLUTION QUI SONT ETROITEMENT COUPLES AUX PARAMETRES CLIMATOLOGIQUES, AINSI QU'A L'INFLUENCE DES INVENTAIRES D'EMISSIONS. NOUS AVONS EFFECTUE DES SIMULATIONS SUR LA REGION REKLIP A L'AIDE DU MODELE EZM ET DES INVENTAIRES D'EMISSIONS HORAIRES POUR LA JOURNEE DU 16 SEPTEMBRE 1992. CES SIMULATIONS ONT PERMIS DE COMPRENDRE LA DYNAMIQUE DE LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE ET D'OBTENIR LES CONDITIONS AUX LIMITES DE LA ZONE DE STRASBOURG. L'INVENTAIRE ANNUEL D'EMISSIONS POUR LA REGION DE STRASBOURG A ETE ACTUALISE POUR 1995, EN INCLUANT DES NOUVELLES SOURCES D'EMISSIONS PAR RAPPORT AUX PRECEDENTS INVENTAIRES. NOUS AVONS REALISE DES INVENTAIRES HORAIRES POUR STRASBOURG POUR LA PERIODE DE 8 AU 15 MAI 1998 (EPISODES DE FORTE POLLUTION) POUR ENSUITE EFFECTUER LA MODELISATION. UN TRAVAIL SIMILAIRE A ETE EFFECTUE POUR LA REGION COTIERE DE CASABLANCA (MAROC- JUILLET 1996). ENFIN NOUS AVONS REALISE DES ETUDES DE SENSIBILITE A L'AIDE DES INVENTAIRES D'EMISSIONS POUR VOIR L'INFLUENCE DES EMISSIONS SUR LES CONCENTRATIONS D'OZONE. CE TRAVAIL A APPORTE DES INFORMATIONS NOUVELLES SUR LA METHODOLOGIE LIEE A L'ELABORATION DES INVENTAIRES D'EMISSIONS ET A MIS EN EVIDENCE L'INFLUENCE DES PARAMETRES METEOROLOGIQUES SUR LES PHENOMENES DE POLLUTION DANS DEUX REGIONS D'ETUDE POUR PERMETTRE UNE MEILLEURE COMPREHENSION DE LA POLLUTION TROPOSPHERIQUE, A L'ECHELLE URBAINE NOTAMMENT.
Author: Valérie Nollet
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Languages : en
Pages : 147
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Book Description
Cette habilitation présente les travaux que j'ai effectué depuis septembre 1998 au Laboratoire de Physicochimie des Processus de Combustion et de l'Atmosphère, Unité Mixte de Recherche CNRS - Université (UMR 8522) - dans l'équipe "Pollution de l'air et physicochimie atmosphérique". Notre préoccupation essentielle est l'étude, dans la troposphère, du comportement physicochimique des divers composés gazeux qui proviennent des activités humaines. Nous nous intéressons en particulier aux conséquences du rejet dans l'air ambiant de produits, couramment appelés "polluants primaires", tels que les oxydes d'azotes (NOx), les hydrocarbures et autres gaz. Ces composés induisent une chaîne complexe de réactions photochimiques initiées par le rayonnement solaire, ce qui conduit à la formation de composés dits "polluants secondaires" on peut citer l'ozone, pour le plus médiatisé, ainsi que des peroxydes divers. Ils jouent un rôle néfaste à plus d'un titre. Sur la santé humaine, d'abord, et tout particulièrement au niveau respiratoire, mais aussi sur la végétation. Afin de définir des remèdes, il est important de connaître au mieux les processus qui sous-tendent la formation de ces produits indésirables. Dans cette optique, nous avons utilisé une méthodologie de recherche qui consiste à développer d'une part des techniques analytiques de mesures des espèces chimiques présentes dans l'atmosphère sous forme de traces. Et d'autre part à reproduire par modélisation les phénomènes observés par les mesures, par exemple un épisode de smog photochimique. La finalité ultime du travail étant de mettre en œuvre une démarche plus appliquée qui consiste à utiliser l'outil de modélisation dans un but prédictif dans le cadre de la loi sur l'Air et l'Utilisation Rationnelle de l'Energie (1996). L'essentiel de mes travaux a porté sur l'étude de la pollution photochimique par modélisation. Je les présente de façon chronologique, au travers de deux campagnes de mesures et de deux modèles: l'un est lagrangien, l'EKMA/OZIPM4 (Empirical Kinetic Modelling Approach, Ozone Isopleths Plotting Package), et l'autre eulérien l'UAM (Urban Airshed Model). Les campagnes de mesures se sont déroulées sur la région de Strasbourg en 1986 et sur la région de Lille en 1998. Je présenterai ensuite les travaux en cours en insistant tout particulièrement sur l'élaboration (indispensable à la modélisation) d'un cadastre de polluants primaires sur la région Nord Pas de Calais dans le cadre d'un contrat CPER-FEDER ainsi que sur les perspectives liées à cette opération de recherche.
Author: Jonathan Guth
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Languages : fr
Pages : 230
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L'objectif de cette thèse est de réaliser un bilan des aérosols atmosphériques sur le bassin méditerranéen et de caractériser la qualité de l'air de cette région en se focalisant sur des indicateurs d'exposition à long terme. Basés sur des simulations du modèle de chimie-transport MOCAGE, (MOdèle de Chimie Atmosphérique à Grande Échelle), les travaux portent dans un premier temps sur le développement d'un module permettant de prendre en compte les aérosols inorganiques secondaires. Ce module a été validé à différentes échelles et avec différents types de données. Le modèle MOCAGE a ensuite servi à simuler la composition chimique de l'atmosphère sur le bassin méditerranéen pour l'année 2013. Nous avons ainsi pu montrer que le bassin méditerranéen est une région exportatrice d'aérosols. Nous avons également étudié l'impact des émissions anthropiques maritimes et côtières sur le bilan des aérosols et la qualité de l'air dans la région méditerranéenne.
Author: Pierre Tulet
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Languages : fr
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LA FINALITE DE CETTE THESE EST DE DEFINIR LES BASES D'UN FUTUR MODELE DE PREVISION DE LA QUALITE DE L'AIR. UN TRAVAIL PRELIMINAIRE A PORTE SUR LE DEVELOPPEMENT ET LE COUPLAGE EN-LIGNE DE MODULES CHIMIQUES AVEC LE MODELE MESO-ECHELLE NON-HYDROSTATIQUE MESO-NH COMMUN AU LABORATOIRE D'AEROLOGIE (CNRS / UMR 5560) ET AU CNRM (METEO-FRANCE). CE NOUVEAU MODELE, DENOMME MESO-NH-C, DOIT A TERME, SERVIR DE SYSTEME DE MODELISATION DE REFERENCE PERMETTANT DES ETUDES GENERALES SUR LA COMPOSITION CHIMIQUE DE L'ATMOSPHERE, DEPUIS L'ECHELLE LOCALE JUSQU'A L'ECHELLE SYNOPTIQUE. L'UTILISATION DU MODELE SUR DES SITUATIONS DE REFERENCE A PERMIS DE DETERMINER DIFFERENTS PROCESSUS DE TRANSPORTS SUSCEPTIBLES DE MODIFIER DE MANIERE SIGNIFICATIVE LES NIVEAUX DE POLLUTION EN SURFACE. AINSI SOUS L'ACTION DE SYSTEMES CONVECTIFS, ON A PU METTRE EN EVIDENCE DES ECHANGES CHIMIQUES INTENSES ENTRE LA HAUTE ET LA BASSE TROPOSPHERE. PUIS, UNE ETUDE DE TRANSPORT QUASI-HORIZONTAL ET DE POLLUTION CLASSIQUE DANS LA COUCHE LIMITE DE MELANGE A PERMIS DE CARACTERISER DES INTERACTIONS DE POLLUTION ENTRE ZONES URBANISEES AVEC FLUX TRANS-FRONTIERES. EN PARALLELE, UNE ETUDE DE DEFINITION D'UN RESEAU OPERATIONNEL SPECIFIQUE AUX BESOINS DE LA MODELISATION MESO-ECHELLE DE LA POLLUTION A ETE LANCEE, EN COUPLANT UNE PROCEDURE DE RECHERCHE DE POSITIONNEMENT DE STATIONS SUPPLEMENTAIRES PAR ALGORITHME GENETIQUE AVEC UNE PROCEDURE D'AJUSTEMENT VARIATIONNEL.
Author: Christelle Barbet
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Languages : fr
Pages : 0
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Dans l'atmosphère, les particules d'aérosol jouent un rôle clef sur le climat et, par leur action sur la qualité de l'air, ont un impact néfaste sur la santé publique. Ces particules sont composées d'un mélange complexe d'espèces inorganiques et organiques formées à partir d'une grande variété de sources. Si les sources et mécanismes de production des espèces inorganiques sont désormais relativement bien connus, la caractérisation de la fraction organique des aérosols est beaucoup plus complexe : elle est constituée d'aérosols organiques primaires, émis directement dans l'atmosphère, et d'aérosols organiques secondaires (AOS) produits par la conversion gaz-particules de Composés Organiques Volatils (COV). Afin de comprendre les processus de formation des aérosols organiques, des modèles tridimensionnels de chimie-transport sont mis en œuvre. Or, à ce jour, les concentrations en aérosols organiques observées dans l'atmosphère demeurent sous-estimées par ces modèles. L'objectif de cette thèse est d'étudier les différents processus de transport, d'émissions et de transformations chimiques intervenant dans la formation des aérosols organiques à partir du modèle de chimie-transport WRF-Chem (Weather Research and Forecasting - Chemistry). Les sorties du modèle ont été comparées à des mesures effectuées à la station du puy de Dôme au cours de trois situations correspondant à trois saisons (automne, hiver, été) durant lesquelles des masses d'air de diverses origines ont été échantillonnées. Ces mesures documentent les conditions météorologiques, les propriétés des espèces chimiques gazeuses et des particules d'aérosol. En particulier, les mesures fournies par un spectromètre de masse (AMS : Aerosol Mass Spectrometer), fournissent de informations détaillées sur la variabilité temporelle de la composition chimique des aérosols et notamment sur leur concentration en masse. Les comparaisons modèle/mesures ont montré que les variations saisonnières de la composition chimique des aérosols observées au puy de Dôme étaient bien capturées par le modèle. Cependant, il s'est avéré que les concentrations en aérosols organiques étaient fortement sous-estimées par le modèle et plus particulièrement lors de la situation d'été. La confrontation des origines des masses d'air simulées par le modèle WRF-Chem à celles déterminées par le modèle lagrangien HYSPLIT reconnu pour l'étude de la dispersion atmosphérique et l'analyse des variations de la localisation du sommet du puy de Dôme vis-à-vis de la couche limite atmosphérique ont mis en évidence que le transport était correctement reproduit par le modèle. Les mesures de gaz disponibles au puy de Dôme ont mis en évidence une forte sous-estimation des concentrations en COV d'origine anthropique simulées par le modèle. Des tests de sensibilité ont été réalisés sur les émissions de ces espèces pour restituer les niveaux de concentration observés. Les émissions et les rendements en AOS des COV d'origine anthropique implémentés dans la paramétrisation VBS dédiée aux aérosols organiques dans le modèle ont pu être modifiés afin de reproduire les niveaux de concentration en aérosols organiques observés au puy de Dôme.
Author: Laurent Menut
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1789481023
Category : Science
Languages : fr
Pages : 260
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Book Description
Si l’étude des problèmes de pollution atmosphérique est déjà ancienne, la prise de conscience de l’impact de l’humain sur la dégradation de son propre environnement est récente. Que ces impacts soient directs et rapides, ou lents et indirects, le développement d’un modèle de chimie-transport peut apporter des réponses à des questions telles que : quels sont les impacts des polluants sur la santé ? Quel est l’impact de la pollution sur le climat ? Modélisation de la pollution atmosphérique régionale reprend les différents principes de base et les étapes de la modélisation : définition, observations, outils, approches, techniques numériques sont ainsi présentés. La modélisation étant une simplification de la réalité dans un cadre d’étude particulier, on cherchera à montrer si les processus à représenter, comme les émissions, la chimie ou les dépôts, sont bien modélisés. Pour chaque processus, l’ouvrage présente les hypothèses simplificatrices qui ont été faites, étudie les voies d’amélioration possibles et examine l’impact de ces simplifications sur les résultats recherchés.
Author: AHMED.. MAALEJ
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Languages : fr
Pages : 265
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Book Description
LA POLLUTION ATMOSPHERIQUE DANS LA REGION DE SFAX (TUNISIE) RESULTE D'UN GRAND NOMBRE DE PROCESSUS ET DE PHENOMENES INTERACTIFS COMPLEXES ET DE NATURE DIFFERENTES. EN PARTICULIER, ELLE DEPEND SIMULTANEMENT DES CONDITIONS METEOROLOGIQUES (VENT, TEMPERATURE, HUMIDITE, PRESSION, NEBULOSITE...) ET DE PHENOMENES PHYSICO-CHIMIQUES TELS QUE LES TRANSFORMATIONS CHIMIQUES, LES EMISSIONS EN SURFACE ET LE DEPOT SEC DE POLLUANTS ATMOSPHERIQUES. EN EFFET, CETTE REGION A CONNU CES DERNIERES ANNEES UN DEVELOPPEMENT INDUSTRIEL ET URBAIN INTENSE LE LONG DE SES ZONES COTIERES. L'ATMOSPHERE EST AINSI SOUMISE A DE FORTES EMISSIONS ANTHROPIQUES. PAR AILLEURS, ETANT DONNE QUE CETTE REGION EST ENTOUREE DE VASTES CHAMPS D'OLIVIERS JUSQU'A PLUSIEURS DIZAINES DE KM DE LA PERIPHERIE URBAINE, ON NE PEUT NEGLIGER L'IMPACT SUR L'ENVIRONNEMENT DE L'EMISSION D'HYDROCARBURES BIOGENIQUES. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES TOUT PARTICULIEREMENT A L'ETUDE DE LA FORMATION, DU TRANSPORT ET DE LA REDISTRIBUTION DES PRINCIPAUX POLLUANTS GAZEUX PRESENTS EN TRACES DANS LA BASSE TROPOSPHERE, DANS UN SCENARIO METEOROLOGIQUE TYPIQUE DE BRISE DE MER. ETANT DONNE LA COMPLEXITE DE LA CHIMIE TROPOSPHERIQUE, UNE TELLE ETUDE A L'ECHELLE LOCALE COMME A L'ECHELLE REGIONALE DOIT ETRE MENEE PAR UNE MODELISATION NUMERIQUE RESTITUANT AU MIEUX NOTRE COMPREHENSION ACTUELLE DES MECANISMES PHYSIQUES, CHIMIQUES ET DYNAMIQUES DE LA BASSE ATMOSPHERE. DANS CE CADRE, NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODULE CHIMIQUE EN PHASE GAZEUSE DANS UN MODELE COUPLE DYNAMIQUE PHYSICO-CHIMIQUE (MESO-NH). NOTRE ETUDE PORTE SUR LA MODELISATION DES INTERACTIONS ENTRE DYNAMIQUE ET PHYSICOCHIMIE DANS LA REGION DE SFAX. CETTE ETUDE COMPORTE DEUX PARTIES INTERACTIVES : ? UNE PARTIE PHYSICO-CHIMIQUE, SUR L'EVOLUTION DE LA SEULE CHIMIE TROPOSPHERIQUE, INDEPENDAMMENT DU TRANSPORT ; CETTE PARTIE EST CONSACREE A LA DEFINITION, AUX TESTS ET AUX ANALYSES DE SENSIBILITE DU MODULE CHIMIQUE ? UNE PARTIE COUPLAGE DYNAMIQUE-PHYSICOCHIMIQUE SUR L'EVOLUTION DE LA CHIMIE TROPOSPHERIQUE DANS UN SCENARIO METEOROLOGIQUE DE BRISE DE MER. LE POTENTIEL DE CETTE ETUDE COUPLEE EST EXPLICITE ET L'INTERET DE L'APPROCHE NUMERIQUE SOULIGNE DANS CE TYPE D'ETUDE.
Author: Jérôme Edy
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Languages : fr
Pages : 159
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Book Description
LES MECANISMES PHYSIQUES ET CHIMIQUES INTERVENANT AU NIVEAU DE LA CEINTURE TROPICALE JOUENT UN ROLE TRES IMPORTANT SUR LE BILAN DES COMPOSES CHIMIQUES TROPOSPHERIQUES. POUR L'OZONE, QUI EST DE TOUTE EVIDENCE LE PLUS ACTIF DE TOUS CES COMPOSANTS, LES TROPIQUES PRESENTENT A LA FOIS DES SOURCES (COMBUSTION DE LA BIOMASSE) ET DES PUITS NOTABLES (DEPOT SEC, DEPOT HUMIDE, PHOTOCHIMIE EN ATMOSPHERE CHAUDE ET HUMIDE) ET UNE REDISTRIBUTION CONSEQUENTE PAR LES PHENOMENES CONVECTIFS QUI PRENNENT ICI TOUTE LEUR AMPLEUR. L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST DE METTRE AU POINT UN MODELE TRAVAILLANT A MESO-ECHELLE ET PRENANT EN COMPTE LES PHENOMENES D'ECHANGE ET DE TRANSPORT AINSI QUE LES PROCESSUS CHIMIQUES INTERVENANT EN PHASE GAZEUSE ET AQUEUSE, EN S'ATTACHANT A REALISER DES TESTS DE VALIDATION SUR DES CAS EXPERIMENTAUX. LE COUPLAGE ON LINE DE MODELE METEOROLOGIQUE AVEC UN MODULE CHIMIQUE EST APPLIQUE A DEUX CAS : (I) UNE ATMOSPHERE TROPICALE PROPRE PENDANT LA SAISON HUMIDE, AVEC UN MODELE DE NUAGE (MESO-) ; (II) UNE ATMOSPHERE TROPICALE PERTURBEE PAR DES FEUX DE BROUSSE AVEC UN MODELE REGIONAL (MESO-). A L'ECHELLE D'UN FAIBLE DEVELOPPEMENT CONVECTIF ON ETUDIE LES PROCESSUS DE TRANSPORT VERTICAL DUS A UN NUAGE DE TYPE CUMULUS DE BEAU TEMPS. LES DONNEES D'ENTREE DU MODELE AINSI QUE DE COMPARAISON DU MODELE SONT ISSUES DE LA CAMPAGNE ABLE2B. CETTE ETUDE MONTRE LE ROLE FINALEMENT TOUT A FAIT SIGNIFICATIF DE CE TYPE DE NUAGE DANS LE BILAN VERTICAL REGIONAL. A PLUS GRANDE ECHELLE ON ETUDIE LA CAPACITE DU MODELE RAMS (REGIONAL ATMOSPHERIC MODELING SYSTEM) A SIMULER LA DYNAMIQUE AU NIVEAU DE LA ZCIT ET A RESTITUER LA REDISTRIBUTION DES ESPECES CHIMIQUES EN UTILISANT DANS CE CAS COMME SUPPORT A LA MODELISATION, DES DONNEES DE LA CAMPAGNE TROPOZ II. CETTE ETUDE MET EN EVIDENCE LE BLOCAGE DES ESPECES DANS LE FLUX D'HARMATTAN, LA REDISTRIBUTION REGIONALE AU-DESSUS DU FLUX DE MOUSSON ET L'IMPORTANT TRANSPORT VERTICAL ASSOCIE A UN FORT DEVELOPPEMENT CONVECTIF.
Author: Jean-Michel Henriot
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
De nombreux travaux indiquent qu'il est important d'étudier les impacts physico-chimiques de la convection profonde tropicale. Nous avons utilisé le modèle méso-échelle 3D non-hydrostatique CATT-BRAMS pour étudier le transport de traceurs dans la troposphère tropicale au-dessus de l'Amérique du Sud. J'ai effectué une validation de l'outil en complément d'une étude en saison sèche et dans les basses couches menée au CPTEC (Brésil). Les résultats obtenus dans ces travaux indiquent un comportement météorologique globalement correct. Le transport en résultant montre une sur-estimation du transport d'espèces chimiques dans la moyenne troposphère et une sous-estimation dans la haute troposphère. Cela vient d'un déclenchement trop fréquent de la convection restreinte, de la paramétrisation de la convection profonde et de la représentation de leurs interactions. Une adaptation du modèle pour la saison humide est nécessaire. A l'échelle locale des difficultés venant d'une sensibilité importante de la paramétrisation au relief sont rencontrées. Le CATT-BRAMS évolue vers un modèle avec chimie, le C-CATT-BRAMS. Les premiers résultats obtenus indiquent un fort impact de l'initialisation et des conditions aux limites pour les espèces NO et O3. Quelques soient l'initialisation ou les conditions aux limites utilisées, on observe une augmentation du rapport de mélange de ces espèces au cours du temps. Cela peut provenir d'une sur-estimation des émissions `a la surface dans le modèle, en particulier pour les méga-cités. Il est important de poursuivre la validation de cet outil afin de pouvoir étudier l'impact physico-chimique de la convection profonde tropicale avec ce modèle.
