Suivie des éruptions volcaniques par l`observation satellite

Suivie des éruptions volcaniques par l'observation satellite
Fabrice Jégou, Gwenaël Berthet, Line Jourdain, Jean-Baptiste Renard
Colloque CNFGG, 10-12 octobre 2012
Impact des émissions volcaniques sur le climat
More Reflected
Solar Flux
Stratospheric aerosols
(Lifetime ≈ 1-3 years)
Less
Upward
IR Flux
backscatter
absorption
(near IR)
H2S
→ H2SO4
SO2
e
siv
o
l
Exp
Solar Heating
Heterogeneous → Less
O3 depletion Solar Heating
CO2
H2O
HCl
HF
emission
IR Cooling
emission
forward scatter
Ash
Reduced
Direct
Flux
Enhanced
Diffuse
Flux
Tropospheric aerosols
(Lifetime ≈ 1-3 weeks)
ent
c
s
ie
Qu
IR
Heating
ING
T
A
E
H
NET
absorption (IR)
Effects
on cirrus
clouds
More
Downward
IR Flux
Less Total
Solar Flux
SO2 → H2SO4
Indirect Effects
on Clouds
OLIN
O
C
NET
G
Histoire de l'observation satellite des aérosols
1972
2012
Mont Pinatubo 13 Juin 1991
Anomalie de température globale
entre 1979 et 2000 en basse stratosphère
Référence
moyenne 1984-1990
El Chichon
Mont Pinatubo
Alertes SO2 pour l'année 2011
http://sacs.aeronomie.be/
Activité volcanique entre mai et juin 2011 : Grimsvötn (Iceland),
Puyehue-Cordón Caulle (Chilie), Nabro (Érythrée)
IASI – Metop
Infrared Atmospheric Sounding
Interferometer
Surveillance des éruptions à travers la détection du SO2
Éruption du Sarychev (Îles Kouriles, Russie) le 12 juin 2009
C. Clerbaux (LATMOS, Paris)
10 juin
1 juillet
30 juillet
Une unité Dobson correspond à une couche qui aurait une épaisseur de 10 µm dans les conditions normales de T et de P.
Une unité Dobson est équivalente à 2,69.1020 molécules par mètre carré.
Instrument OSIRIS embarqué sur le satellite ODIN
Éruption du volcan Kasatoshi (août 2008)
Bourassa et al. J. Geophys. Res., 2010.
Satellite CALIPSO instrument CALIOP
Coefficient d’extinction au-dessus de l’Europe (40-80N, 15W-45E)
Distribution verticale des moyennes journalières
2007
2008
2009
Moyennes journalières entre 8 et 20 km
Kasatoshi
Q. Bourgeois
Sarychev
2010
Questions
1) Quelles matières sont réellement injectées dans l’atmosphère pendant une éruption?
- Les espèces ayant un impact sur le climat : espèces soufrées, halogènes, H2O, et les particules fines.
- Les processus chimiques et microphysiques dans la colonne éruptive et dans le panache volcanique
2) Quel est l’impact des faibles éruptions sur les aérosols de fond?
- Quelles sont les fréquences et les intensités de ces éruptions ?
- Décorréler le rôle des aérosols naturelles / aux aérosols anthropiques
- Les périodes « calmes » sont-elles contrôlées par les faibles éruptions ou par la pollution?
3) Comment les éruptions des hautes latitudes influences le climat ?
Beaucoup de recherches concernent des éruptions explosives aux tropiques. L’éruption du Laki en 1783 (Iceland)
toucha tout l’hémisphère nord. Si cette éruption arrivait aujourd'hui cela stopperait le trafic aérien pendant 6 mois.
4) Quelle est l’effet indirect des émissions de sulfates sur les nuages?
5) Comment mieux modéliser l’impact climatique des éruptions volcaniques ?
- Améliorer la représentation de la microphysique et du transport des aérosols
- Mieux caractériser le rôle des aérosols sur la destruction de l’ozone (chimie hétérogène)
- Quantifier et évaluer l’impact de la vapeur d’eau injectée dans la stratosphère
Extinction des aérosols (525nm) aux tropiques (20N-20S)
SAGE II (gauche) de 1985 à 2005, CALIPSO (droite) de 2006 à 2010
Chaque éruption est indiquée par les deux premières initiales du Volcan.
Ligne blanche : vent moyen zonal à 10hPa à Singapour
Satellite ODIN instrument OSIRIS
±10°lat-lon autour de Kiruna
20.10-3
X 5-6
3.5.10-3
Kasatoshi
Sarychev
Éruption du Cordón Caulle (Chili) le 4 juin 2011
Déplacement du panache de SO2 obtenu à partir des différences de températures de brillance IASI pour les jours qui
ont suivi l’éruption du Cordón Caulle, au Chili. Le volcan est représenté par un triangle bleu. Portés par le jet
stratosphérique, le gaz et les particules associées ont fait plusieurs fois le tour du globe.
Histoire de l'observation satellites du SO2