L'aérosol de combustion dans une région en grande mutation, l'Asie - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Combustion aerosol in a fast growing area: Asia

L'aérosol de combustion dans une région en grande mutation, l'Asie

Christelle Michel
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 833408

Résumé

One of the main uncertainties in the estimate of the climatic impact of aerosols is linked to our knowledge of gases and aerosols emissions. This is particularly crucial over Asia, where a strong regional fingerprint is observed, with different emission types, depending on the various vegetation and climate conditions (biomass burning emissions) and on the very fast changes of the population and industrialization (biofuel and fossil fuel emissions).
The main goal of this work was first to derive a biomass burning inventory for gases and particles over Asia for the 2001 ACE-Asia (Aerosol Characterization Experiment) and TRACE-P (Transport and Chemical Evolution over the Pacific) campaigns (March to May 2001).
I implemented a methodology that is the most adapted to my study, and based on the burnt area cartography (GBA-2000 project (Global Burnt Area 2000) [Tansey et al., 2005]).
The results of this study, ABBI (Asian Biomass Burning Inventory) [Michel et al., 2005] have been compared with another biomass burning emission inventory (ACESS: ACE-Asia and TRACE-P Modelling and Emission Support System) [Streets et al., 2003], built from fire counts and not from burnt areas.
This comparison shows the limits of the use of fire counts in the emission inventory maps and underlines the importance and the relevance of the method used in my study.
A comparison with the year 2000 emission inventory, obtained with the same method, underlines the importance of the interannual variations.
The ABBI inventory has been introduced in the Méso-NH-C mesoscale model combined with an aerosol module: ORISAM (ORganic and Inorganic Spectral Aerosol Module) Bessagnet, 2000]. I have focused in particular on the impact of the burnt vegetation emissions over the asian continent.
Comparisons between simulated and ground and airborne measured data showed satisfactory results in some cases, but showed also some limits. Sensitivity tests have been carried out firstly to test the impact of fire emissions by considering the ACESS inventory in Méso-NH-C-ORISAM, secondly to highlight the parameters deemed in the model to form secondary organic aerosols by using the ORISAM module in his 0D version.
On the whole, this work emphasizes the major importance of the inventories of gas and particle emissions at a continental scale on atmospheric chemistry. Moreover, it also shows the contribution of the ORISAM module to the analysis and understanding of the heterogeneous chemical processes in the pollution episode in Asia.
Une source majeure d'incertitude dans l'estimation de l'impact climatique des aérosols est directement liée à notre connaissance des émissions gazeuses et particulaires. Ceci est particulièrement vrai en Asie, où une forte empreinte régionale est observée, avec différents types d'émissions, dépendant de la grande hétérogénéité de végétations et climats (émissions de feux de biomasse) et de l'évolution rapide de la population, de l'urbanisation et de l'industrialisation (émissions de fuels fossiles et de biofuels).
Mon travail de thèse a eu pour but, tout d'abord, de développer un inventaire d'émissions de gaz et particules issues des feux de biomasse pour les campagnes ACE-Asia (Aerosol Characterization Experiment) et TRACE-P (Transport and Chemical Evolution over the Pacific), de mars à mai 2001. Pour ce faire, j'ai mis en œuvre une méthodologie la plus adaptée à mon étude, qui repose sur la cartographie des surfaces brûlées (projet GBA2000 (Global Burnt Area 2000) [Tansey et al., 2003]).
Les résultats de cette étude, ABBI (Asian Biomass Burning Inventory) [Michel et al., 2005] ont été comparés avec un autre inventaire d'émissions de feux de végétation (ACESS : ACE-Asia and TRACE-P Modelling and Emission Support System) [Streets et al., 2003], construit, non pas à partir des surfaces brûlées, mais à partir des pixels de feux actifs. Cette comparaison illustre les limitations de l'utilisation des pixels de feux dans l'établissement des cartes d'inventaires d'émissions par les feux de biomasse, tout en soulignant l'importance et la pertinence de la méthode retenue dans mon étude. Une comparaison avec les données de l'année 2000, obtenues selon la même procédure, souligne toute l'importance des variations interannuelles.
L'inventaire ABBI a été introduit dans le modèle méso-échelle MésoNH-C couplé au module aérosol ORISAM (ORganic and Inorganic Spectral Aerosol Module) [Bessagnet, 2000]. Une attention particulière a porté sur l'étude du transport des émissions de feux de végétation à travers le continent asiatique. Des comparaisons entre les données simulées et les mesures in-situ et aéroportées ont montré des résultats satisfaisants dans certains cas, mais ont également fait encore apparaître certaines limitations. Des tests de sensibilités ont été effectués pour comprendre l'origine de ces différences, avec tout d'abord une deuxième simulation avec MésoNH-C-ORISAM effectuée avec l'inventaire ACESS pour étudier l'impact des émissions de feux. Le module ORISAM dans sa version 0D a été ensuite utilisé pour mettre en évidence de manière détaillée les paramètres contrôlant la formation de l'aérosol secondaire au sein du modèle.
Au total, tout en faisant ressortir l'importance majeure des inventaires d'émissions gazeuses et particulaires à l'échelle continentale, ce travail va au delà de ce thème, en montrant notamment l'apport du modèle d'aérosol ORISAM à l'analyse et la compréhension des processus de chimie hétérogène dans les épisodes de pollution affectant l'Asie.
Fichier principal
Vignette du fichier
these.pdf (17.3 Mo) Télécharger le fichier
these.ppt (12.15 Mo) Télécharger le fichier
Format : Autre

Dates et versions

tel-00069797 , version 1 (19-05-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00069797 , version 1

Citer

Christelle Michel. L'aérosol de combustion dans une région en grande mutation, l'Asie. Océan, Atmosphère. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00069797⟩
276 Consultations
819 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More