Etude de la variabilité diurne des polluants à partir de mesures

Proposition de sujet de thèse pour 2012 (1 page max)
Sujet
Etude de la variabilité diurne des polluants à partir de mesures satellites
Responsable CNES
Carole Deniel
Laboratoire (s) d’accueil
envisagé (s)
LATMOS (UMR 8190)
Responsable dans le laboratoire
(coordonnées complètes)
Cathy Clerbaux (cat[email protected])
LATMOS – BP102
UPMC
4 Place Jussieu
75252 Paris Cedex 05
Cofinanceur envisagé
Ademe (à confirmer)
Profil du candidat
Master spécialisation sciences de l’atmosphère ou
environnement
Description succinte du sujet.
Joindre une fiche détaillée si
nécessaire
Les satellites fournissent de plus en plus de données utilisées par les modèles de
chimie atmosphérique pour suivre et prévoir les épisodes de pollution. Les sondeurs
qui utilisent la région spectrale de l’infrarouge thermique apportent une contribution
importante avec la surveillance de l’ozone troposphérique (qui augmente en Europe
malgré les régulations mises en place, du monoxyde de carbone (un précurseur de
l’ozone et un traceur de panache de pollution), et de l’ammoniac (un précurseur des
particules, qu’on ne pensait pas pouvoir mesurer par satellite jusqu’à récemment).
La première mission de sondage de l’atmosphère à partir d’une orbite géostationnaire
sera lancée à la fin de la décennie. Le satellite météorologique MTG (Meteosat Third
Generation) embarque un sondeur infrarouge thermique (IRS) qui fournira des
mesures toutes les demi-heures au-dessus de l’Europe, avec une excellente résolution
spatiale (4-6 km) mais avec une resolution spectrale et une précision limitées. Des
études préliminaires ont permis de donner un aperçu de ce qui sera possible ou pas
pour la mesure des polluants qui absorbent dans l’infrarouge, mais la fiabilité des
simulations est limitée par la résolution spatiale et temporelle des modèles, et la
difficulté de simuler des conditions réalistes de contraste thermique (qui joue un rôle
important pour sonder l’information utile dans la couche limite atmosphérique).
En 2012 et pour la première fois, quatre instruments qui utilisent un spectromètre à
transformée de Fourier IR voleront simultanément : IASI/MetopA, TANSO/GOSAT,
CRIS/NPP (lancement prévu octobre 2011), et IASI/MetOpB (lancement prévu mai
2012). Ces instruments ont tous des heures de passage différentes pour une
localisation donnée, et fourniront donc des mesures qui pourront être traitées
simultanément pour suivre l’évolution des concentration des polluants au cours d’une
même journée.
Le travail de thèse consistera à :
- exploiter ce nouveau jeux de données simultanément pour étudier le
développement et l’évolution diurne des molécules CO, O3 et NH3 ;
- valider les observations avec les stations de mesure de pollution in-situ (eg.
la station Qualair) ;
- comparer les résultats obtenus avec ceux simulés par les modèles de chimie-
transport régionaux (Chimère, Wrf-Chem et/ou LMDZ-INCA) ;
- en déduire des informations plus réalistes quant à la contribution potentielle
de l’instrument IRS/MTG pour le suivi des espèces polluantes en Europe