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Transport des polluants et cycle du carbone en Sibérie : apport de mesures aéroportées

le 2 décembre 2008

mardi 2 décembre 2008 à 14h

à l'Université Pierre et Marie Curie
 4 place Jussieu
Tour 53 - RDC
Amphithéâtre Chouard
75005 Paris

Par Monsieur Jean-Daniel PARIS Discipline : METEOROLOGIE - OCEANOGRAPHIE Laboratoire : LSCE

Cette thèse a pour objectif de caractériser et d'analyser les variations de concentration atmosphérique en CO2, CO et O3 et en aérosols ultrafins mesurées au dessus de la Sibérie, lors de trois campagnes intensives aéroportées en avril et septembre 2006 et en août 2007. La Sibérie est éloignée des grandes sources de pollution de l'hémisphère nord. La distribution, mal connue, de polluants et de gaz à effet de serre dans cette région est cruciale pour la modélisation du transport à grande échelle des polluants. Les mesures ont permis de mettre en évidence l'impact de (1) l'advection de polluants chinois dans des perturbations baroclines, (2) l'advection de polluants européens à diverses altitudes, (3) des feux de biomasse en Asie Centrale, à travers une nouvelle technique (clustering de fonction d'influence lagrangiennes). Les gradients estivaux importants de CO2 sont utilisés pour contraindre le mélange vertical du modèle de circulation globale. Un possible maximum de nucléation dans la moyenne troposphère continentale propre en été est mis en évidence à partir de mesures de particules ultrafines.

Abstract :

The work presented here intends to characterize the variations of atmospheric concentrations of CO2, CO, O3 and ultrafine particles, over a large scale aircraft transect above Siberia, during three intensive YAK-AEROSIB campaigns in April 2006, September 2006 and August 2007, respectively. Pollutant and greenhouse gases distribution in this poorly studied region is needed to model atmospheric long range transport. I show here that CO concentrations at the time of the campaigns is broadly affected by (1) advection of Chinese pollutants through baroclinic perturbations, (2) advection (diffuse or not) of European pollutants at various altitudes, (3) and of biomass burning from Central Asia. This set of factors is analyzed through a novel statistical technique based on clustering of backward transport simulated by the FLEXPART Lagrangian model. Large observed CO2 gradients in summer are matched against vertical mixing in GCM simulated CO2. At last I present ultrafine particle measurements, and a possible nucleation summer maximum in the clean, continental mid-troposphere.

Informations complémentaires

Andreas STOHL, Directeur de Recherche, Habilité à diriger des Recherches, à « Norsk Institut for Luftforskning » Norvège - Rapporteur
Vincent-Henri PEUCH, Ingénieur en Chef des Ponts et Chaussées, à Météo France, Toulouse - Rapporteur
Kathy LAW, Directeur de Recherche, Habilité à diriger des Recherches, au Service d'Aéronomie du CNRS, Paris - Examinateur
Patrick MONFRAY, Directeur de Recherche, Habilité à diriger des Recherches, au CNRS, Paris - Examinateur
Philippe NEDELEC, Ingénieur de Recherche, au Laboratoire d'Aérologie du CNRS, Toulouse - Examinateur
Philippe BOUSQUET, Directeur de Recherche, à l'Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - Examinateur
Philippe CIAIS, Directeur de Recherche, au Commissariat à l'Energie Atomique, Saclay - Directeur de thèse