Analyse par lidar de la dynamique spatiotemporelle de la basse troposphère au cours d'évènements météorologiques locaux : impact sur la qualité de l'air

Analysis by lidar of spatiotemporal dynamic of the lower troposphere during local meteorological events : impact on air quality

• Auteur / Autrice : Patrick Augustin
• Direction : Robin Bocquet, Hervé Delbarre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Littoral
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physico-chimie de l'atmosphère (Dunkerque, Nord)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mesure

Qualité de l'air

Interaction mer-atmosphère

Vent de mer

Lidar

Couche limite (météorologie)

Mots clés libres

Campagne ESCOMPTE

Résumé

Les circulations locales des masses d'air jouent un rôle primordial sur la qualité de l'air en zone côtière, urbaine et industrielle. La compréhension de la dynamique de la basse troposphère est nécessaire à la prévision des épisodes de pollution atmosphérique. Dans ce contexte, la combinaison de dispositifs de télédétection et de stations de mesure au sol, apporte une meilleure compréhension de la structure et de la dynamique de la basse troposphère au cours d'évènements météorologiques locaux. La campagne ESCOMPTE a pu documenter les émissions polluantes, la dynamique et la chimie de l'atmosphère de la région de Marseille-Berre afin de tester et de valider les modèles de pollution, en les confrontant aux données expérimentales au sol, aéroportées et par télédétection (lidar UV et IR, radar UHF, sodar). Le lidar de l'Université du Littoral-Côte d'Opale a mesuré la distribution verticale de l'ozone et de l'extinction à proximité de Marseille, zone soumise aux influences de la côte, du relief et de la zone urbaine dense. L'analyse de la structure fine de la stratification complexe observée au cours d'épisodes de pollution photochimique, a mis en évidence un mécanisme de confrontation de brises déterminant pour la couche limite urbaine et le transport des polluants. Dans le cas de la zone littorale fortement industrialisée de la région Nord-Pas-de-Calais, l'analyse de la dynamique de la basse troposphère par le lidar UV, un sodar et des stations de mesure au sol, au cours d'évènements de brise de mer, a permis de déterminer de manière fine la structure verticale de la brise, son évolution temporelle ainsi que son impact sur la dispersion horizontale et verticale des polluants.

The circulations of local air masses play a primordial role on the air quality in coastal, urban and industrial areas. The understanding of the lower troposphere dynamic is necessary to predict atmospheric pollution events. In this context, the combination of remote sensing devices aund ground stations gives a better understanding of the structure and dynamic of the lower troposphere during local meteorological events. The ESCOMPTE campaign was able to characterise polluants emission, dynamic and the atmospheric chemistry composition of Marseille-Berre region in order to test and validate photochemical models by the comparison of experimental data set obtained at ground level, from airborne measurement platform and by ground based remote sensing devices ( UV and IR lidar, UHF radar, sodar). The lidar of the University du Littoral-Côte d'Opale measured the vertical distribution of ozone and extinction coefficient near Marseille which is influenced by the coastline, the relief and the dense urban area. The analysis of the fine structure of the complex stratification observedduring photochemical pollution events, highlighted the importance of the confrontation between the sea breezes, influencing the urban boundary layer pollutant transport. The sea breeze of the highly industrialised coastline of the Nord-Pas-de-Calais region was characterised by the use of the UV lidar, a sodar and ground based measurements. This permitted the determination of the sharp vertical structure and the temporal evolution of the sea breeze demonstrating its influence on the vertical and horizontal pollution dispersion.