Benjamin Aouizerats
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Modélisation et analyse de l'évolution des aérosols pendant la campagne MEGAPOLI Benjamin Aouizerats, Pierre Tulet, Laurent Gomes I. Contexte et objectifs de la campagne II. Configuration de modèle III. Analyse des résultats et comparaison avec les observations Contexte et description de la campagne Objectifs: - Estimer et quantifier les impacts des mégalopoles en terme de qualité de l’air aux échelles locales, régionales et globales - Développer des outils de modélisation couplés pour la prévision de la pollution de l’air dans les mégalopoles Dispositif instrumental: 3 sites instrumentés (météo-gaz-aérosols) / Vols de l’ATR 42 Cadre d’étude: P.O.I. du 1-2 Juillet 2009 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 2 Configuration de modèle • 3 domaines imbriqués • Résolution verticale croissante jusque 1 km pour Paris • 62 niveaux verticaux • 2 jours de spin-up (29-30/06/09) avec respectivement 1 et 2 domaines • 2 jours de simulation comprenant les 3 domaines (1-2/07/09) • 19 espèces différentes de COVs émises • Conditions aux limites et nudging toutes les 6 heures à partir des réanalyses ARPEGE (pour la dynamique) et MOCAGE (pour les espèces gazeuses) 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 3 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Météorologie Situation de vent de Nord-Nord-Est, ciel clair, températures élevées Propice à la photochimie Température (K) le 1er Juillet à 12 UTC 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 4 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Météorologie Situation de vent de Nord-Est Température à 2 mètres correctement représentée 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Observations Modèle Benjamin Aouizerats 5 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Météorologie Situation de vent de Nord-Est Température à 2 mètres correctement représentée Observations Modèle Humidité relative correctement représentée 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 6 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Météorologie Situation de vent de Nord-Est Température à 2 mètres correctement représentée Humidité relative correctement représentée Vent à 10 mètres également correctement représenté (pas montré) La situation météorologique semble correctement représentée par le modèle 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 7 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Chimie gazeuse Formation d’ozone à distance des villes, destruction près des sources de NO 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 8 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Chimie gazeuse NO bien représenté dans son évolution et ses valeurs min/max Observations Modèle 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 9 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Chimie gazeuse NO bien représenté dans son évolution et ses valeurs min/max NO2 également correctement représenté Observations Modèle 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 10 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Chimie gazeuse NO bien représenté dans son évolution et ses valeurs min/max NO2 également correctement représenté O3 bon ordre de grandeur de façon générale mais valeurs min/max non capturées Observations Modèle 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 11 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Chimie gazeuse NO bien représenté dans son évolution et ses valeurs min/max NO2 également correctement représenté O3 bon ordre de grandeur de façon générale mais valeurs min/max non capturées Dans l’ensemble, l’évolution des espèces réactives gazeuses est correctement représentée malgré les valeurs min/max d’ozone qui ne sont pas capturées par le modèle 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 12 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Aérosols primaires concentrés proches des sources et secondaires dans le panache 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 13 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Aérosols primaires Evolution temporelle de la concentration de BC correctement représentée par la modèle Ordre de grandeur correct (valeurs faibles) 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 14 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Aérosols secondaires Concentration massique de Nitrates en mg.m-3 Concentration massique d’ammonium en mg.m-3 Concentration massique de sulfates en mg.m-3 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 15 Analyse des résultats et comparaison avec les observations • Aérosols secondaires Concentration massique de Nitrates en mg.m-3 Concentration massique d’ammonium en mg.m-3 Mauvaise représentation des secondaires inorganiques Augmentation constante de NH4NO3 Problème présent sur d’autres paramètres descriptifs des aérosols Concentration massique de sulfates en mg.m-3 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Instabilité numérique dans un des processus? Benjamin Aouizerats 16 Conclusions et perspectives • D’un point de vue météorologique et de chimie gazeuse, la situation est correctement représentée par le modèle • Les aérosols primaires dépendant uniquement des émissions sont également correctement décrits dans la simulation • Par contre, gros problème pour représenter les espèces secondaires: Recherche de l’origine du problème (isolement du processus défectueux: long et fastidieux) • Une fois le problème résolu: Impacts radiatifs des aérosols durant ce cas d’étude (effet direct et semidirect) Evaluation de différents scénarios d’émissions pour évaluer l’influence à l’échelle locale et régionale de biais dans les émissions sur les concentrations 14/10/11 Réunion Utilisateurs Méso-NH Benjamin Aouizerats 17
