Climatologies et tendances de l'ozone et du monoxyde de carbone dans la haute troposphère - basse stratosphère, vues par les mesures IAGOS et le modèle MOCAGE

Climatologies and trends in ozone and carbon monoxide in the upper troposphere-lower stratosphere, as seen by the IAGOS measurements and the MOCAGE model

• Auteur / Autrice : Yann Cohen
• Direction : Valérie Thouret, Virginie Marecal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océan, Atmosphère, Climat
• Date : Soutenance le 03/11/2018
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’univers, de l’environnement et de l’espace (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Aérologie (Toulouse ; 1983-....) - Centre national de recherches météorologiques (France)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Troposphère

Stratosphère

Monoxyde de carbone

Mesure

Ozone atmosphérique

Mots clés libres

Ozone

Haute troposphère

Basse stratosphère

Monoxyde de carbone

Mesures IAGOS

Modèle MOCAGE

Ozone

Upper troposphere

Lower stratosphere

Carbon monoxide

IAGOS measurements

MOCAGE model

Résumé

L'objectif général de la thèse est de caractériser la distribution géographique, les cycles saisonniers et l'évolution récente de l'ozone et du monoxyde de carbone dans la haute troposphère - basse stratosphère (UT - LS) au-dessus de huit régions d'intérêt, aux moyennes latitudes de l'hémisphère Nord. Pour cela, nous avons analysé les observations aéroportées IAGOS. Nous avons montré une tendance positive de l'ozone dans l'UT sur 1994 - 2013, et une tendance négative du monoxyde de carbone liée à la décroissance des émissions en surface. Nous avons comparé les mesures à la simulation de composition chimique sur le climat récent issue du modèle MOCAGE dans l'exercice d'intercomparaison CCMI. Pour ce faire, nous avons développé une nouvelle méthode permettant de projeter les mesures IAGOS sur le maillage du modèle et de traiter ainsi 20 ans d'observations. Cette méthode s'est révélée pertinente pour évaluer la simulation et pourrait être étendue à d'autres simulations et d'autres modèles.

The overall objective of the thesis is to characterize the geographical distribution, seasonal cycles and recent trends of ozone and carbon monoxide in the upper troposphere- lower stratosphere (UT-LS) over eight regions of interest, in the northern mid-latitudes. For this purpose, we first analyzed the IAGOS airborne observations. We have shown a positive trend in ozone in the UT over 1994-2013, and a negative trend in carbon monoxide, the latter being linked to the decrease in surface emissions. We then compared the observations to the recent climate chemical composition simulation performed by the MOCAGE model in the CCMI intercomparison exercise. To do this, we have developed a new method to project IAGOS measurements onto the model grid, allowing us to process long observation periods. This method has proven to be relevant for evaluating the simulation and could be extended to other simulations and models.