La composition chimique de la haute troposphère : étude de l'impact des feux de biomasse et des processus de transports verticaux avec le modèle MOCAGE et les mesures IAGOS
Auteur / Autrice : | Martin Cussac |
Direction : | Virginie Marecal, Valérie Thouret |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Océan, atmosphère, climat |
Date : | Soutenance le 26/11/2020 |
Etablissement(s) : | Toulouse, INPT |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences de l’univers, de l’environnement et de l’espace (Toulouse) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (Toulouse) |
Jury : | Président / Présidente : Céline Mari |
Examinateurs / Examinatrices : Virginie Marecal, Valérie Thouret, Céline Mari, Didier Hauglustaine, Jérôme Brioude, Gérard Ancellet, Emmanuel Rivière | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Didier Hauglustaine, Jérôme Brioude |
Mots clés
Résumé
L’ozone troposphérique est un gaz à effet de serre qui maximise son effet dans la haute troposphère. Les feux de biomasse étant une source importante de précurseurs d’ozone, l’objectif de cette thèse est d’étudier l’impact de ces émissions combiné avec celui des processus de transports verticaux sur la production d’ozone dans la haute troposphère. Pour cela, on se sert du modèle de chimie-transport MOCAGE (MOdèle de Chimie Atmosphérique à Grande Échelle), ainsi que des mesures in-situ effectuées à bord d’avions commerciaux issues de l’infrastructure de recherche européenne IAGOS (In service Aircraft for a Global Observating System). On évalue et améliore dans un premier temps les performances de MOCAGE par rapport aux mesures IAGOS, en montrant que les processus de transport vertical que sont la convection et la diffusion atmosphérique sont clés dans la représentation de la composition chimique autour de la tropopause. Ensuite, des produits récents à base d’observations satellites sont utilisés pour améliorer l’injection des émissions des feux de biomasse dans MOCAGE, et donc la représentation des panaches et de leur transport jusqu’à et dans la haute troposphère. Enfin, on montre à l’aide de plusieurs simulations MOCAGE l’impact important des émissions des feux de biomasse sur les concentrations de précurseurs d’ozone dans la haute troposphère, en particulier pour le monoxyde de carbone. La production d’ozone associée est évaluée à la fois à l’échelle des panaches de feux de biomasse, puis à l’échelle globale, où l’on montre qu’elle est maximale dans la haute troposphère aux tropiques.