OH reactivity measurements in the Mediterranean region

par Nora Zannoni

Thèse de doctorat en Chimie atmosphérique

Sous la direction de Valérie Gros.

Le président du jury était Laurent Salmon.

Le jury était composé de Valérie Gros, Laurent Salmon, Matthias Beekmann, Nadine Locoge, Bernard Bonsang, Coralie Schoemaecker, Silvano Fares.

Les rapporteurs étaient Matthias Beekmann, Nadine Locoge.

  • Titre traduit

    Mesures de la réactivité OH dans la région Méditerranéenne


  • Résumé

    La réactivité totale OH est la perte totale du radical hydroxyle (le principal oxydant de l'atmosphère) avec les gaz réactifs dans l'air ambiant. Elle représente la mesure de la quantité totale des réactifs dans un environnement donné.Nous présentons ici un travail expérimental se concentrant sur les améliorations techniques d'une méthode appelée "Comparative Reactivity Method" pour mesurer la réactivité OH su le terrain ainsi que sur des résultats obtenus sur deux sites ciblés dans le bassin méditerranéen.La réactivité OH mesurée était élevée dans les deux sites. Sur le site récepteur en Corse (France) au cours de l'été 2013, nous avons observé que la réactivité OH était en moyenne de 5,5 s-1 (avec un maximum de 17 s-1). Ces mesures ont été comparées avec les observations de composés en phase gazeuse réalisées pendant la campagne. Il a été noté que pendant une période de la campagne, seulement 50% de la réactvité était expliqué par les mesures complémentaires.Lors de mesures dans une forêt de chênes pubescents, émetteurs isoprène, dans le sud de la France, nous avons observé que la réactivité OH maximale était très élevée (69 s-1), en accord avec la réactivité calculée à partir des mesures des gaz réactifs.Ce travail de thèse met en évidence que: (i) le bassin méditerranéen est un fort émetteur de gaz réactifs, (ii) la réactivité mesurée dans ces deux sites de la Méditerranée a été fortement impactée par les émissions biogéniques, (iii) il reste encore beaucoup de composés inconnus associés aux émissions biogéniques primaires et secondaires. A l'avenir, plusieurs approches pourraient etre utilisées pour identifier ces composés inconnus: en couplant la mesure de la réactivité OH avec des mesures de plantes dans des enceintes fermées (composés primaires), études en chambre de vieillissement (composés primaires et secondaires), ainsi que des approches de modélisation.


  • Résumé

    The total OH reactivity is the total loss rate of the hydroxyl radical with the reactive gases in ambient air. It represents the measure of the total loading of reactants in a given environment.Here we present an experimental work focusing on the technical improvements of the Comparative Reactivity Method to measure the OH reactivity on the field and field measurements of OH reactivity at two targeted sites in the Mediterranean basin.The measured OH reactivity was high at both sites. At a receptor site in Corsica (France) during summer 2013, we observed that the OH reactivity was maximum 17 s-1, on average 5.5 s-1 and during one week only 50% was explained by the complementary measurements in the gas phase.At a forest of downy oak trees, high isoprene emitters, in the south of France, we observed that the OH reactivity was maximum 69 s-1, in agreement with the reactivity calculated from the measurements of reactive gases only during daytime.This thesis work highlights that: (i) the Mediterranean basin is a strong emitter of reactive gases, (ii) the reactivity measured in these two sites in the Mediterranean was strongly impacted by the biogenic emissions, (iii) there are still many unknowns associated to measures of biogenic volatiles primary emitted and secondary produced. Such unknowns might be reduced in the future by coupling the measurement of the OH reactivity with plants enclosures and chambers studies as well as modelling approaches.


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