Tropospheric ozone from IASI : regional and global assessment

par Sarah Safieddine

Thèse de doctorat en Sciences de l'environnement

Sous la direction de Cathy Clerbaux.

Soutenue le 10-02-2015

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale des sciences de l'environnement d'Île-de-France (Paris) , en partenariat avec Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (laboratoire) .

Le jury était composé de François Ravetta, Brice Barret, David Edwards, Pierre-François Coheur, Jennie Thomas, Carole Deniel.

  • Titre traduit

    L'ozone troposphérique vu par IASI : analyse aux échelles regionale et globale


  • Résumé

    L'ozone troposphérique (O3) est un gaz à effet de serre et un polluant atmosphérique majeur. Il est la source principale du radical hydroxyle OH, l'oxydant le plus important dans l'atmosphère, fortement réactif avec les composés organiques et inorganiques. Les concentrations globales d'ozone troposphérique ont augmenté considérablement depuis l'époque pré-industrielle en raison de l'accumulation des émissions anthropiques de précurseurs d'ozone. Mon travail de thèse consiste à étudier la variabilité spatiale et temporelle de l'ozone troposphérique aux échelles globale et régionale telle qu'elle est mesurée par le sondeur IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer). Deux instruments IASI ont été lancés à bord des satellites MetOp-A et MetOp-B en 2006 et 2012.La première partie de mon travail consiste en l'étude des mesures O3/IASI: sa sensibilité dans la troposphère, sa variabilité saisonnière et ses modes de transport. Le deuxième volet de mon travail de thèse repose sur des études ciblées. Celles-ci comprennent une première étude sur l'ozone, urbain et rural, et sa relation complexe avec le dioxide d'azote (NO2) mesuré depuis l'espace par GOME-2 (Global Ozone Monitoring Experiment) au-dessus de différentes villes de l'hémisphère nord. Une deuxième étude s'attache à expliquer la source des pics d'ozone observés en région méditerranéenne en été, en utilisant IASI et le modèle de chimie-transport WRF-Chem (Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry). Enfin, en utilisant ces deux jeux de données, je présente en troisième étude l'analyse de la mousson d'été en Asie de l'Est ainsi que son effet sur l'ozone troposphérique.


  • Résumé

    Tropospheric ozone (O3) is an important greenhouse gas and air pollutant. It is the primary source of the most important oxidant in the atmosphere, the hydroxyl radical OH, that is highly reactive with organic and inorganic compounds. Global tropospheric O3 concentrations have been rising considerably since pre-industrial times as a result of the increase in the anthropogenic emissions of O3 precursors. In this thesis, I will study the temporal and spatial variability of tropospheric O3 on a global and regional scale as measured by IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer). The IASI instruments have been launched on-board the MetOp-A and MetOp-B satellites in 2006 and 2012.I first discuss the IASI/O3 measurements, their sensitivity in the troposphere and their seasonal variation and transport processes. I then perform more detailed and focused studies. Those include studying the urban and rural O3 and its relationship with nitrogen dioxyde (NO2) measured from GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) over different cities in the Northern Hemisphere; investigating the summertime tropospheric O3 maxima over the Mediterranean region using IASI and the WRF-Chem (Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry) data; and finally, using both satellite and model data, I present my analysis of the East Asian monsoon variability and its effect on the tropospheric O3 column.


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