Bilan du cycle du soufre dans la couche limite marine nuageuse non polluee : analyse multiechelles par modelisation et mesures combinees

Sulfur cycle budget in the cloudy, non polluted, marine boundary layer : multiscale analysis with model and observations

• Auteur / Autrice : Céline Mari
• Direction : Karsten Suhre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

Le sulfure de dimethyle (dms) oceanique constitue la source majeure d'aerosols soufres dans la troposphere marine. Ces aerosols affectent le climat de la terre en reflechissant et en absorbant le rayonnement solaire incident (effet direct) et en modifiant les proprietes optiques et le temps de vie des nuages (effet indirect). Cette these porte sur la modelisation mesoechelle des processus controlant les variations temporelles et spatiales des concentrations du dms et de ses especes derivees (dioxyde de soufre so#2, acide methane sulfonique msa, et sulfates so#=#4) dans un environnement marin non pollue. Les resultats du modele sont compares aux observations obtenues pendant l'experience ace-1 (aerosol characterization experiment) qui s'est deroulee au sud de la tasmanie, en novembre et decembre 1995. Cette experience dediee a l'etude des aerosols en milieu marin non pollue fournit les donnees necessaires pour contraindre ou comparer les divers parametres pertinents dans la simulation du dms atmospherique. En particulier, une experience lagrangienne a ete menee qui a permis de suivre la meme masse d'air pendant pres de 29 heures. Pendant cette periode, la distribution verticale des aerosols et de leurs gaz precurseurs dans cette masse d'air a ete echantillonee par avion. La sensibilite du dms atmospherique aux processus d'emission, d'oxydation, de melange turbulent et d'advection est etudiee dans la couche limite marine avec la version 3d du modele mesoechelle meso-nh. La version 1d du modele meso-nh est utilisee en configuration lagrangienne afin de restituer les profils verticaux et l'evolution temporelle du dms. La derniere partie de ce travail est consacree au bilan des derives du dms dans l'environnement marin d'ace-1. Dans ce bilan nous evaluons separement les termes d'oxydation heterogene dans les embruns marins, les termes d'oxydation en phase aqueuse dans les gouttelettes nuageuses et la pluie, les termes d'oxydation homogene et les termes lies au transferts microphysiques dans le modele (depot humide, capture par les gouttes de pluie, resuspension suite a l'evaporation des gouttes de pluie). Cette double approche, lagrangienne et bilans detailles, associant etroitement modelisation et donnees experimentales apporte un element inedit aux etudes dynamiques et chimiques de la couche limite marine.