Application de la télédétection spatiale à la surveillance de la pollution en aérosols

par Meloë Kacenelenbogen-Tilot

Thèse de doctorat en Lasers, molécules, rayonnement atmosphérique

Sous la direction de Didier Tanré.

Soutenue en 2008

à Lille 1 .


  • Résumé

    Les mesures satellitaires d'épaisseur optique en aérosols (AOT) conviennent à la surveillance globale journalière du contenu atmosphérique en particules. L'objectif de notre étude a été d'évaluer la capacité satellitaire à estimer la pollution en aérosols en termes de catégories de qualité de l'air. Ces dernières sont définies grâce aux mesures de concentration massique des particules de rayon aérodynamique inférieur à 2. 5 µm au sol (PM2. 5). Nous avons d'abord utilisé les mesures photométriques du réseau AERONET/PHOTONS pour caractériser les propriétés optiques et microphysiques des aérosols en Europe de l'Ouest et leur influence possible sur la relation entre PM2. 5 et AOT. La comparaison des mesures d'AOT restituées par différents radiomètres satellitaires (principalement POLDER) aux mesures de PM2. 5 au-dessus de la France a permis, non seulement de définir une relation statistique directe entre ces deux types de mesures mais aussi d'élaborer un seuil d'AOT satellitaire (égal à 0. 17) au-dessus duquel la pollution peut être qualifiée de «Modérée» d'avril à octobre 2003, 2005 et 2006. Nous avons enfin estimé la masse en particules au sol à partir de la mesure d'AOT satellitaire et l'information de distribution verticale des particules, d'une part, simulée par le modèle de chimie-transport CHIMERE et d'autre part, mesurée par le LIDAR spatial CALIOP. Alors que le modèle CHIMERE n'améliore pas significativement la corrélation entre mesures d'AOT satellitaires et de PM2. 5, l'utilisation des profils restitués par CALIOP montre l'importance de prendre en compte la distribution verticale des aérosols dans l'élaboration d'un produit satellitaire de qualité de l'air.

  • Titre traduit

    Satellite remote sensing application to aerosol pollution monitoring


  • Résumé

    Satellite measurements of aerosol optical thickness (AOT) are weil suited for global daily monitoring of atmospheric particle load. The goal of this study is to evaluate the satellite's capability to monitor aerosol pollution in terms of air quality categories. Those last ones are defined using the particulate mass concentration concerning particles smaller than about 2. 5 ,um in aerodynamic diameter (PM2. 5). We have first used the photometric meàsurements provided by the AERONET/PHOTONS network to characterise the optical and microphysical properties of aerosols over Western Europe and their possible impact on the relationship between PM2. 5 and AOT measurements. The comparison between AOT measurements derived from different satellite radiometers (mostly POLDER) and PM2. 5 measurements over France has allowed us the definition of a statistical relationship between those two measurements. Thanks to this relationship, we have elaborated a threshold of satellite AOT measurements (0. 17) over which pollution can be qualified as « Moderate» from April to October 2003,2005 and 2006. We have finally assessed particulate mass at the ground using satellite AOT measurements and vertical distribution of aerosols simulated by the CHIMERE chemistrytransport model on the one hand and on the other, measured by CALIOP spatial LIDAR. While the CHI MERE model has not improved significantly the correlation between satellite AOT and PM2. 5 measurements, the use of profiles derived from CALIOP has shown the importance of taking into consideration the vertical distribution of aerosols in the elaboration of a satellite air quality product.

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Informations

  • Annexes : Bibliogr. p. 166-178

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