Evaluation des prévisions de composition de particules à la surface
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M2 / Ecole : Fiche de stage Année 16_17 Référence du M2 ou Ecole - Intitulé :ENM – M2 SOAC_EE - Acronyme : - Université de rattachement :ENM/Université de Toulouse Titre du stage : Evaluation des prévisions de composition de particules à la surface par le système PREVAIR Nom et statut du (des) responsable (s) de stage : Frédérik Meleux, CNRM, Chercheur INERIS Mathieu Joly, CNRM, Chercheur Météo-France Olivier Favez, INERIS, Responsable du programme CARA Le stagiaire sera accueilli à CNRM/GMGEC/PLASMA à Toulouse. Coordonnées (téléphone et email) du (des) responsable (s) de stage Frédérik Meleux [email protected] Mathieu Joly [email protected] Sujet du stage : Les modèles MOCAGE (METEO-FRANCE) et CHIMERE (INERIS) sont les deux modèles de prévision de la qualité de l’air utilisés dans le cadre de la plateforme de prévision de la qualité de l’air PREVAIR (www.prevair.org). Ils fournissent quotidiennement des prévisions de concentration en surface pour les principaux polluants réglementés (ozone, dioxyde d’azote, particules PM10 et PM2.5) du jour courant au surlendemain sur plusieurs domaines du globe à la France. Ce sont deux modèles de chimie-transport, représentant l'évolution physico-chimique des polluants dans la troposphère, à partir de données météorologiques et de cadastres d'émissions fournies en entrée. Pour la modélisation des particules, les deux modèles intègrent les espèces d'aérosols primaires (poussières désertiques, sels marins, suies, autres particules carbonées) ainsi que certaines espèces d'aérosols secondaires (nitrates, sulfates, particules organiques), formés par l'oxydation et la conversation de molécules gazeuses. La surveillance de la qualité de l’air et plus particulièrement celle liée aux particules se renforce avec le déploiement de nouveaux moyens de mesure sur le territoire nationale permettant d’obtenir une information sur la composition des aérosols. Ce type de mesure permet de mieux caractériser les particules et apporte une information sur les principales sources d’émission contribuant à la formation des particules. Le programme CARA (LCSQA, www.lcsqa.org) anime ce réseau de mesure composé à la fois de prélèvements sur filtres et d’analyseurs automatiques. Ils permettent de suivre au cours de l’année l’évolution de la composition des particules en relation avec les émissions de polluants, les caractéristiques géographiques du lieu de la mesure et les conditions météorologiques. L'objectif du stage est de comparer les prévisions d'aérosols des deux modèles MOCAGE et CHIMERE sur la France, à partir des observations de composition de particules disponibles. Méthodologie et plan de travail Les prévisions quotidiennes des deux modèles CHIMERE et MOCAGE sur la France pendant une année passée seront exploitées et analysées. Les sorties des deux modèles seront traitées de façon à être comparées aux jeux d'observations disponibles. L'analyse des résultats sera faite dans un premier temps par saison, puis des épisodes de pollutions aux particules dans des zones spécifiques seront ciblés. Il sera aussi pertinent de d’étudier l’impact de la météorologie sur la variabilité spatio-temporelle des concentrations . Les questions auxquelles nous tâcherons de répondre seront : certaines espèces sont-elles systématiquement mal représentées dans les modèles ? Quels biais (sous-estimation ou sur-estimation) présente chaque espèce d'aérosols ? Ces comportements sont-ils généralisés sur la France ou sont-ils contrastés géographiquement ? Lors d'épisodes de pollutions, quelles espèces sont les plus fortement contributrices ? Sont-elles bien simulées par les modèles ? Les résultats permettront de comprendre les points forts actuels des modèles, d'évaluer leur complémentarité, et d'identifier les voies de progrès pour chacun d'entre eux. Le plan de travail sera le suivant : Mois 1 : bibliographie (mesures d'aérosols, modélisation de la qualité de l'air), Mois 2 : Traitement des sorties de modèles et des observations et développement des diagnostics, Mois 3 : Analyse des résultats pour chaque saison sur la France, Mois 4 : Analyse des résultats lors d'épisodes de pollution aux particules, Mois 5 : Ecriture du rapport et préparation de la soutenance de stage.
