MODELE Recherche_T1.qxd - R2DS Île-de

Contexte
Le carbone organique émis dans
l’atmosphère est oxydé en CO2.
Cette oxydation est progressive et
implique de nombreux composés
organiques intermédiaires. Ces
composés intermédiaires portent
un ou plusieurs groupements
fonctionnels, et possèdent ainsi une
faible volatilité. Ils peuvent donc
condenser sur les particules
Formation, vieillissement et spéciation de
l’aérosol organique secondaire :
développement et évaluation de
relations paramétrées pour les modèles
de chimie transport
●
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●
atmosphériques. Ces espèces or-
ganiques particulaires sont appe-
lées aérosols organiques secondai-
res (AOS). Ces AOS contribuent
majoritairement à la composition
des aérosols. Ils modifient les pro-
priétés chimiques et physiques des
aérosols, influençant ainsi leurs
impacts sur l’environnement, en
particulier sur le climat. Le GIEC
souligne dans son dernier rapport
de synthèse que l’impact direct et
indirect des aérosols sur le climat
est l’une des incertitudes majeures
pour évaluer le forçage radiatif glo-
bal. Ces incertitudes proviennent
en partie de la mauvaise représen-
tation de la formation des AOS et
de leur évolution dans les modèles
de chimie transport (CTM).
Distribution du carbone organique simulée en termes de degré
d’oxydation et volatilité pour un scénario prospectif continental estival
Objectifs
etstructures
De nouvelles relations paramé-
trées de l’AOS doivent donc être
implantées dans les CTM afin de
réduire les incertitudes sur l’im-
pact des aérosols sur le climat. Les
objectifs de ce travail concernent:
>le développement de relations
paramétrées pour représenter la
formation, le vieillissement et
la spéciation de l’AOS dans les
CTM ;
>l’évaluation de ces relations pa-
ramétrées sur la base d’observa-
tions in situ ;
>l’examen du lien entre la spécia-
tion des émissions et la forma-
tion de l’AOS et sa composition.
Pour satisfaire ces objectifs, la
méthodologie repose sur l’utilisa-
tion du générateur de schémas
chimiques GECKO-A (Generator
for Explicit Chemistry and
Kinetics of Organics in the
Atmosphere), permettant de re-
présenter de façon explicite la for-
mation de l’AOS, comme schéma
de référence pour le développe-
ment de relations paramétrées à
implanter dans les CTM.
points de repères
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pour un développement soutenable

points de repères
>NationalCenterforAtmospheric
Research(NCAR),Boulder
(Colorado),USA
Autres partenaires
LaboratoireInteruniversitairedes
SystèmesAtmosphériques(LISA),
UMRCNRS7583
($(4
[e-mail]
61avenueduGénéraldeGaulle,
94010CréteilCédex
Tél. :0145171592
Fax:0145171564
Coordinateur de projet
●Aumont,B.,Valorso,R.,Mouchel-Vallon,C.,Camredon,M.,Lee-Taylor,
J.,Madronich,S.,ModelingSOAformationfromtheoxidationof
intermediatevolatilityn-alkanes,Atmos.Chem.Phys.,12,7577-7589,
2012.
●Valorso,R.,Aumont,B.,Camredon,M.,Raventos-Duran,T.,Mouchel-
Vallon,C.,Ng,N.L.,Seinfeld,J.H.,Lee-Taylor,J.,Madronich,S.,Explicit
modellingofSOAformationfromα-pinenephotooxidation:sensitivityto
vapourpressureestimation,Atmos.Chem.Phys.,11,6895-6910,2011.
●Lee-Taylor,J.,Madronich,S.,Aumont,B.,Baker,A.,Camredon,M.,
Hodzic,A.,Tyndall,G.S.,Apel,E.,Zaveri,R.A.,Explicitmodelingof
organicchemistryandsecondaryorganicaerosolpartitioningforMexico
Cityanditsoutflowplume,Atmos.Chem.Phys.,11,13219-13241,2011.
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RéseaudeRecherche
surleDéveloppement
Soutenable
pour un développement soutenable
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Pour en savoir plus
http://www.lisa.u-pec.fr/
>ProjetONCEM(2013-2016)
>ProjetOLD-AIR(2011-2013)
>ProjetCARBO-SOR(2011-2013)
Projets associés
chimiques implantés dans les
CTM est de l’ordre de quelques
centaines d’espèces. De larges ré-
ductions des schémas sont donc
nécessaires. Plusieurs protocoles de
réductions seront développés et
évalués par comparaison avec le
schéma de référence GECKO-A
sur la base de simulations numé-
riques menées dans un modèle de
boîte pour différents scénarios
d’évolution d’une parcelle d’air.
> Evaluation de ces relations para-
métrées pour l’atmosphère réelle.
Ces relations seront implantées
dans un modèle de chimie
transport (CHIMERE www.lmd.
polytechnique.fr/chimere) et éva-
luées sur la base des mesures de ter-
rain effectuées lors des campagnes
MEGAPOLI (megapoli.info/) et
CHARMEX (charmex.lsce.ipsl.fr).
> Influence de l’évolution des émis-
sions sur la formation des AOS.
Résultats
> Etude de la sensibilité de la for-
mation d’AOS aux paramètres
physico-chimiques.
La formation d’AOS dépend de
nombreux paramètres physico-
chimiques, tels que les concentra-
tions de précurseurs, les concen-
trations de NOx, la température,
l’humidité relative, l’irradiation…
Des scénarios sont actuellement
mis en place pour représenter
l’évolution d’une masse d’air à
l’aide d’un modèle de boîte. Un
scénario continental représentatif
des conditions moyennes sur la
France a été développé pour le mois
de juillet et de janvier. Ce scéna-
rio tient compte de 167 précur-
seurs émis menant à la formation
de 1,8.105espèces secondaires. Un
scénario de panache parisien est
actuellement en cours de dévelop-
pement. Ces scénarios seront uti-
lisés afin d’identifier les sensibili-
tés majeures de la formation
d’AOS.
> Développement de relations pa-
ramétrées de la formation des AOS.
Les schémas chimiques générés par
GECKO-A contiennent plusieurs
millions d’espèces et de réactions.
En revanche, la taille des schémas
Le modèle CHIMERE sera utilisé
pour examiner l'influence de l’é-
volution des émissions sur les AOS
en Ile-de-France. Des simulations
seront menées pour des scénarios
d’émissions représentatifs des émis-
sions actuelles puis en situation de
scénarios prospectifs. ●