Thèse soutenue

Analyse multi-instrumentale de l'influence de la variabilité de la hauteur de couche limite sur la distribution verticale des oxydes d'azote en région parisienne

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Auteur / Autrice : Elsa Dieudonné
Direction : François RavettaJacques Pelon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physico-chimie de l'atmosphère
Date : Soutenance en 2012
Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

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Résumé

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Les activités humaines et les sources de pollution se concentrent dans les villes, leur donnant un rôle majeur en matière de qualité de l'air et de changement climatique. Quantifier l'impact des émissions urbaines aux échelles régionale à globale nécessite de caractériser l'export des polluants anthropiques urbains. Pendant cette thèse, nous avons étudié la distribution des oxydes d'azote (NOx) en région parisienne, en particulier l'influence de la variabilité de l'épaisseur de la couche limite (CL) sur leur distribution verticale. Pour ce faire, nous avons analysé et comparé les mesures d'instruments déployés au sol et dans l'espace : mesures in-situ de NO2 du réseau AIRPARIF, colonnes intégrées de NO2 du spectromètre UV-visible SAOZ de la station Qualair et des instruments spatiaux SCIAMACHY et GOME, hauteur de CL du microlidar rétrodiffusion de Qualair. La construction de cette base de données a nécessité de nombreux développements algorithmiques, pour déterminer la hauteur de CL à partir des observations lidar ou filtrer les observations du SAOZ en présence de nuages. L'étude combinée de la variabilité de la hauteur de CL et de la distribution des NOx a permis de préciser le lien entre concentration au sol et contenu intégré et a souligné l'intérêt d'une mesure intégrée depuis le sol en centre ville pour estimer les émissions de NOx. Par ailleurs, ce travail a mis en évidence l'existence de forts gradients verticaux de NO2 dans la CL urbaine, l'hypothèse d'un profil vertical uniforme souvent utilisé lors des inversions satellite n'étant pas pertinente. À partir des observations disponibles, nous avons enfin établi, analysé et discuté des conditions de validité d'une relation empirique entre le contenu intégré de NO2 dans la couche limite et sa concentration de surface.