Feux de biomasse et pollution à grande échelle

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STAGE DE RECHERCHE de MASTER 2èME ANNEE
Master « Océan, Atmosphère, Climat, Observations Spatiales »
Année Universitaire 2016-2017
LABORATOIRE : LMD
TITRE DU SUJET DE STAGE : Feux de biomasse et pollution à grande échelle dans
l’hémisphère Nord
COORDONNEES DU RESPONSABLE :
Nom – Prénom : Turquety Solene
Grade: Maitre de conferences
Adresse: LMD, 4 Place Jussieu 75252 Paris Cedex 05
Téléphone : 01 44 27 52 78 / 01 69 33 51 33
E-mail : [email protected]
Téléphone du secrétariat : 01 69 33 51 04
Fax :
NATURE DU SUJET :
Théorie Pas du tout Un peu Beaucoup
Modélisation num. Pas du tout Un peu Beaucoup
Expérimentation Pas du tout Un peu Beaucoup
Analyse de données Pas du tout Un peu Beaucoup
Instrumentation Pas du tout Un peu Beaucoup
POURSUITE :
Ce stage peut-il donner lieu à un sujet de thèse ? Oui
Noter que le stage de M2 peut être totalement indépendant du sujet de thèse.
SUJET :
Les forêts boréales d’Amérique du Nord et de Sibérie sont chaque année soumises à
d’immenses incendies émettant de grandes quantités de gaz traces et d’aérosols. Ces feux sont
au cœur du système climatique : les émissions influencent le climat (impact radiatif lié aux
gaz à effet de serre et aux aérosols), mais l’intensité et la propagation des feux dépendent des
conditions météorologiques et hydrologiques. Plusieurs études récentes montrent un
allongement des saisons des feux et une nette augmentation des surfaces brûlées ces dernières
années dans les régions boréales. Cette tendance pourrait s’accentuer du fait du changement
climatique. Les conséquences du point de vue de la composition chimique de l’atmosphère
sont importantes puisque la sévérité des saisons des feux contrôle une grande partie de la
variabilité interannuelle des concentrations pour différents composés clé (dont le monoxyde
de carbone, qui joue un rôle important sur la capacité oxydante de l’atmosphère et donc sa
capacité à « nettoyer » la pollution, et les aérosols). Les feux ont par ailleurs une influence
majeure sur la composition de la troposphère Arctique en été. Malgré leur importance,
quantifier l’impact des feux sur la composition atmosphérique reste un défi du fait de
l’incertitude sur les émissions (type de végétation, quantité de biomasse brûlée, énergie
dégagée, etc) et de leur grande variabilité spatiale et temporelle.

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L’objectif de ce stage est de simuler l’impact des feux sur la composition chimique dans
l’hémisphère Nord, et plus particulièrement sur les niveaux de pollution en surface, en se
reposant sur le modèle de calcul des émissions APIFLAME et le modèle de chimie-transport
CHIMERE (tous deux développés au LMD). Afin de mieux prendre en compte les
interactions entre surface continentale, émissions par les feux et composition chimique, le
modèle APIFLAME sera incorporé dans le modèle de végétation et de cycle du carbone
ORCHIDEE. Notre capacité à simuler l’impact des feux sera évaluée en comparant les
résultats de simulation aux observations disponibles (in situ et satellitaires). Nous nous
intéresserons plus spécifiquement à l’importance relative de cette source sur les bilans de
pollution (ozone, particules fines) proche des zones d’émission au Canada, et en Arctique et
en Europe après transport, par rapport notamment aux émissions anthropiques et biogéniques.
Le travail en pratique sera de la modélisation numérique (programmation en fortran) et de
l’analyse des observations des feux et de la pollution (fortran, python).