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Observations continues de la composition atmosphérique au Sud Groenland par Jean-Louis Bonne

Présentée par : Jean-Louis Bonne Discipline : météorologie, océanographie physique de l'environnement Laboratoire : LSCE

Résumé :
Le but de ma thèse est de conduire et d’utiliser les premières observations atmosphériques de surface de CO2, d’O2, de CH4 et de composition isotopique de la vapeur d’eau et des précipitations dans la région du sud Groenland. Quelles informations ces observations locales peuvent-elles apporter concernant les processus atmosphériques locaux et le transport atmosphérique à grande échelle ? Peut-on en extraire des informations sur les échanges entre la surface et l’atmosphère ? L’interprétation paléoclimatique des enregistrements de carottes de glace au Groenland peut-elle bénéficier de ces observations ? Après validation des observations menées à Ivittuut, sur la côte sud-ouest du Groenland, confirmant leur représentativité des variations atmosphériques, j’ai analysé leurs variabilités à différentes échelles de temps. Ceci a montré l'influence très faible des phénomènes locaux, facilitant l’attribution des variations observées à des changements de transport atmosphérique de grande échelle. Pour l'interprétation, j'ai exploité des observations issues d’autres sites et des sorties de modèles atmosphériques de grande échelle. De nombreuses variations de la composition atmosphérique à l’échelle synoptique sont expliquées par des modifications du transport atmosphérique de grande échelle. J’ai aussi identifié la représentativité spatiale de nos observations, et contribué à l’évaluation de modèles atmosphériques de grande échelle. Un cas d’étude durant la vague de chaleur groenlandaise de l’été 2012 m’a permis de suivre le transport atmosphérique de masses d’air et d’observer en plusieurs points ses impacts sur la composition isotopique de la vapeur d’eau, notamment sur la conservation de l’excès en deutérium, qui n’avait jamais été observée auparavant. J'ai enfin évalué les possibilités de documenter les flux entre surface et atmosphère à partir de nos observations, montrant l'importance de la prise en compte des variations atmosphériques pour les quantifier.

Abstract :
The goal of my thesis is to conduct and the first atmospheric observations of surface CO2, O2, CH4 and water isotopic composition in vapour and precipitations in south Greenland. Which information can we infer from these atmospheric transport variations ? Can we use these observations to document the surface-air exchanges of these compounds ? After validating these observations conducted at Ivittuut, south-west Greenland, I have analysed their variabilities at different time scales. This highlighted the weak influence of local processes, paving the way for interpretation in terms of large scale atmospheric transport. I have use observations from other sites and atmospheric models outputs to interpret our observations. Many synoptic variations of the atmospheric composition are explained by large scale atmospheric transport changes. I have identified the spatial representativeness of our observations and used them to evaluate atmospheric models. A case study of heat wave of all Greenland in summer 2012 allowed me to track atmospheric transport of an air mass and follow the evolution of its water vapour isotopic composition, thus bringing the first observation of conservation of deuterium excess during atmospheric transport. Finally, I have evaluated the possibilities of documenting surface-air exchanges from our observations, showing the necessity of taking into account the atmospheric variations for their quantifications.
Informations complémentaires
Thomas BLUNIER, Professeur des Universités, au Niels Bohr Institute/Centre of Ice and Climate - Copenhague (Danemark) - Rapporteur
Hubert GALLEE, Directeur de Recherche, au Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (LGGE) - UMR 5183 - Saint-Martin d’Hères - Rapporteur
Valérie MASSON-DELMOTTE, Directeur de Recherche, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Directeur de thèse
Philippe BOUSQUET, Professeur des Universités, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Examinateur
Chantal CLAUD, Directeur de Recherche, à l’Ecole Polytechnique/Laboratoire de Météorologie Dynamique - Palaiseau - Examinateur
Harald SODEMANN, Professeur Associé, à l’Université de Bergen/Institut de Géophysique - Bergen (Norvège) - Examinateur
Marc DELMOTTE, Ingénieur de Recherche, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines au Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Invité
Martina SCHMIDT, Chercheur, au Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Invitée
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