Mesure de la distribution verticale du dioxyde d'azote, no#2, dans la basse stratosphere avec les sondes saoz. Etude de l'effet des aerosols volcaniques du mont pinatubo sur la repartition des oxydes d'azote aux latitudes moyennes de l'hemisphere nord

par Céline Phillips

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Jean-Pierre Pommereau.

Soutenue en 1997

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

Le travail presente dans ce memoire concerne l'etude de l'evolution de la distribution verticale du dioxyde d'azote, no2, dans la basse stratosphere aux latitudes moyennes a la suite de l'eruption du mont pinatubo en 1991. Il se fonde sur une approche experimentale et de modelisation. La teneur stratospherique des oxydes d'azote actifs, nox, est reduite parles reactions heterogenes a la surface des aerosols sulfates. Ces mecanismes conduisent a la formation de l'acide nitrique, hno3, compose stable n'agissant pas sur l'ozone. En periode post-volcanique, une forte diminution de la teneur en nox et une augmentation de celle de hno3 est observee dans la basse stratosphere, du fait de l'augmentation importante de la charge en aerosols. Or, les observations satellitaires etant perturbees par la presence du nuage volcanique, il existe peu de mesures d'oxydes d'azote pour etudier la relation entre composes azotes et aerosols. Les sondes saoz embarquees sur ballon permettent de mesurer la distribution verticale de no2 par occultation solaire dans le domaine spectral uv-visible. Dans ce travail, nous avons ameliore la methodologie de mesure afin de prendre en compte les conditions liees a la presence d'aerosols volcaniques qui induisent une augmentation de l'extinction et de la diffusion lumineuse dans la stratosphere et avons precise les limites d'utilisation des donnees obtenues. Les mesures ont ensuite ete utilisees pour etudier l'effet des aerosols volcaniques sur la repartition des oxydes d'azote de 1992 a 96. La validite des resultats a ete demontree en les comparant aux tendances mesurees depuis l'espace (instrument haloe) et depuis le sol (instruments saoz). Des mesures du contenu en aerosols obtenues sur la meme periode ont permis d'etudier la relation entre no2 et la surface totale d'aerosol. Celle-ci met en evidence un effet de saturation pour les teneurs elevees en aerosols. La relation observee est reproduite par des simulations utilisant un modele photochimique 0d. Nous en concluons que la chimie heterogene sur les aerosols sulfates est bien comprise actuellement dans les conditions de l'etude. Toutefois, le modele photochimique sous-estime systematiquement la concentration de no2 aux altitudes inferieures a 20 km. Les reactions chimiques pouvant etre a l'origine de ce desaccord sont discutees.

Titre traduit

Measurements of the vertical distribution of nitrogen dioxide, no#2, in the lower stratosphere with the saoz balloon sondes. Effect of the mount pinatubo volcanic aerosol on the partitioning of nitrogen oxides at midlatitude in the northern hemisphere

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