Mesures du chlorure d'hydrogène (HCI) et du formaldéhyde (H2CO) sous ballon strastosphérique en région intertropicale et interprétations

Balloon-borne measurements of hydrogen chloride (HCI) and formaldehyde (H2CO) in the tropics and interpretations

• Auteur / Autrice : Yassine Mebarki
• Direction : Valéry Catoire, Gilles Poulet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et chimie de l'environnement
• Date : Soutenance le 07/12/2009
• Etablissement(s) : Orléans
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies (Orléans ; 2009-2012)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique et chimie de l'environnement (Orléans ; 2000-2011)
• Jury : Président / Présidente : Georges Durry
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Valéry Catoire, Gilles Poulet, Georges Durry, Andreas Engel, Agnès Perrin, Philippe Ricaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Andreas Engel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie de la troposphère

Régions tropicales

Stratosphère

Formaldéhyde

Chlorhydrique, Acide

Mots clés libres

Mesure in situ sous ballon

In situ balloon-borne measurements

Résumé

Le travail présenté dans ce manuscrit est consacré à la restitution et à l’interprétation des profils verticaux derapports de mélange du chlorure d’hydrogène (HCl) et du formaldéhyde (H2CO) mesurés par l’instrumentsous ballon SPIRALE (SPectroscopie InfraRouge par Absorption de Lasers Embarqués), au cours de deuxvols effectués en région intertropicale depuis Teresina (Brésil, 5.1°S-42.9°S), le 22 Juin 2005 et le 9 Juin2008. Les problématiques scientifiques liées à l’étude de ces composés, les caractéristiques de la hautetroposphère et de la basse stratosphère intertropicale et enfin celles du spectromètre SPIRALE sontdécrites. L’étude de faisabilité de la mesure de H2CO a permis de définir la position et l’intensité de la raied’absorption la plus adéquate pour la mesure stratosphérique de ce composé (à 2912.1 et 1701.5 cm-1). Lesprofils verticaux de rapports de mélange de H2CO obtenus au cours de ces vols de SPIRALE sont présentéset comparés. Les mesures de HCl sont les premières à avoir été réalisées in situ dans la basse et moyennestratosphère intertropicale. Dans la couche de transition intertropicale, celles-ci sont utilisées en lien avecdes mesures récentes de composés à très courte durée de vie (VSLS), afin d’estimer la contribution deceux-ci au bilan du chlore stratosphérique. Dans la moyenne stratosphère, les signatures visibles sur lesprofils verticaux de HCl et sur ceux d’ozone acquis simultanément sont étudiées en lien avec l’oscillationquasi-biennale. En outre, le bon accord entre SPIRALE et l’instrument MLS du satellite Aura a permis deconforter la fiabilité de celui-ci pour la mesure de HCl.

The work presented in this manuscript is devoted to the retrieval and the interpretation of the mixing ratiovertical profiles of hydrogen chloride (HCl) and formaldehyde (H2CO), derived from the measurementsperformed by the SPIRALE balloon-borne instrument (SPectroscopie InfraRouge par Absorption de LasersEmbarqués) over Teresina (Brazil, 5.1°S-42.9°S), on 22 June 2005 and 9 June 2008. The scientificquestions associated with the study of these compounds, the characteristics of the tropical uppertroposphere and lower stratosphere and those of the SPIRALE spectrometer are described. The feasibilitystudy of the H2CO measurement has allowed to define the position and the intensity of the most suitableabsorption line for the stratospheric measurement of this compound (at 2912.1 and 1701.5 cm-1). The mixingratio vertical profiles of H2CO obtained during the SPIRALE flights are presented and compared. The HClmeasurements presented are the first to be made in situ in the lower and mid-stratosphere. In the tropicaltransition layer, they have been combined with recent very short-lived species (VSLS) ones in order toestimate the contribution of these compounds to the chlorine budget of the stratosphere. In the midstratosphere,the signatures present on the vertical profiles of HCl and ozone acquired simultaneously arestudied in connection with the quasi-biennal oscillation.