Transport des polluants et variabilité atmosphérique du CO2 en Sibérie : apport des mesures in situ aéroportées

Pollutants transport and atmospheric variability of CO2 over Siberia : contribution of airborne measurements

• Auteur / Autrice : Jean-Daniel Paris
• Direction : Philippe Ciais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'atmosphère
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sibérie

Polluants atmosphériques

Monoxyde de carbone

Ozone atmosphérique

Sibérie (Russie)

Dioxyde de carbone atmosphérique

Résumé

Cette thèse a pour objectif de caractériser et d'analyser les variations de concentration atmosphérique en CO2, CO et O3 et en aérosols ultrafins mesurées au dessus de la Sibérie, lors de trois campagnes intensives aéroportées en avril et septembre 2006 et en août 2007. La Sibérie est éloignée des grandes sources de pollution de l'hémisphère nord. La distribution, mal connue, de polluants et de gaz à effet de serre dans cette région est cruciale pour la modélisation du transport à grande échelle des polluants. Les mesures ont permis de mettre en évidence l' impact de (1) l' advection de polluants chinois dans des perturbations baroclines, (2) l'advection de polluants européens à diverses altitudes, (3) des feux de biomasse en Asie Centrale, à travers une nouvelle technique (clustering de fonction d'influence lagrangiennes). Les gradients estivaux importants de CO2 sont utilisés pour contraindre le mélange vertical du modèle de circulation globale. Un possible maximum de nucléation dans la moyenne troposphère continentale propre en été est mis en évidence à partir de mesures de particules ultrafines.

The work presented here intends to characterize the variations of atmospheric concentrations of CO2, CO, O3 and ultrafine particules, over a large scale aircraft transect above Siberia, during three intensive y AK-AEROSIB campains in April 2006, September 2006 and august 2007, respectively. Pollutant and greenhouse gases distribution in this poorly studied region is needed to model atmospheric long range transport. I show here that CO concentrations at the time of the campaigns in broadly affected by (1) advection of Chinese pollutants through barocline perturbations, (2) advection (diffuse or not) of European pollutants at various altitudes, (3) and of biomass burning from Central Asia. This set of factors is analyzed through a novel statistical technique based on clustering of backward transport simulated by the FLEXPART Lagrangian model. Large observed CO2 gradients in summer are matched against vertical mixing in GCM simulated CO2. At last I present ultrafine particule measurements, and a possible nucleation summer maximum in the clean, continental mid-troposphere.