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Lapport de ballons dérivant en basses couches dans les problèmes de chimie-transport : projet méditerranéen ChArMEx P. Durand (1), M. Mallet (1), V. Thouret.

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1 Lapport de ballons dérivant en basses couches dans les problèmes de chimie-transport : projet méditerranéen ChArMEx P. Durand (1), M. Mallet (1), V. Thouret (1) F. Dulac (2) L. Fouchet (3), G. Letrenne (3), A. Vargas (3), N. Verdier (3) (1) Laboratoire dAérologie - Université de Toulouse, CNRS (2) Laboratoire des Sciences du Climat et de lEnvironnement, CEA, CNRS, Gif-Sur-Yvette (3) Centre National dEtudes Spatiales – DCT

2 Contact: Contact: Linitiative ChArMEx (Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment) pour un programme coordonné sur les espèces troposphériques à vie courte dans le cadre du Chantier Méditerranée

3 Étude des espèces troposphériques réactives en Méditerranée : - Sources et émissions, variabilité, quantification des contributions naturelles et anthropiques ; -Processus de formation de la matière secondaire, vieillissement des panaches de pollution ; - Etude intégrée dun panache de feu ; - Impacts sur la qualité de lair du transport à grande distance et du changement climatique - Processus dynamiques : stratification et variabilité verticale, apports stratosphériques et transport à grande distance dans la troposphère supérieure, ventilation par lorographie ; - Tendances et variabilité interannuelles des espèces en traces ; - Dynamique des flux de retombées atmosphériques à impact biogéochimique marin ; - Interactions chimie-aérosols-rayonnement, bilan radiatif à la surface, et impact de labsorption dans la colonne

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5 Campagnes intensives dété : « Supersite(s) » ilien(s), stratégie lagrangienne Lagrangien trajectoires de masses dair (panaches)

6 De lintérêt dutiliser des ballons dérivant en basses couches dans le projet ChArMEx : - Pour des vérités-terrain de trajectoires de panaches Simulations de trajectoires de ballons réalisées par le LMD (C. Basdevant et Ph. Drobinski) pour le projet HyMex Trajectoires et positions de 50 ballons lâchés depuis Alghero au Nord-Ouest de la Sardaigne le 9 novembre 2001, à raison d'un ballon toutes les 2 heures et volant à 850hPa.

7 Les trajectoires de panaches peuvent être très compliquées, surtout en zone côtière. Exemple : Observations réalisées pendant ESCOMPTE (été 2001) Daprès Bénech et al. (Atmospheric Environment, in press)

8 Intérêt des trajectoires fournies par les ballons dérivants : -Validation des champs dynamiques de sortie des modèles -Validation des champs dynamiques issus de la combinaison/interpolation multi-plates-formes -Exemple: trajectoire issue dun champ de vent 4D reconstitué à partir dun réseau de profileurs de vent, comparée à des ballons dérivants (travail de B. Campistron, LA)

9 De lintérêt dutiliser des ballons dérivant en basses couches dans le projet ChArMEx : -Pour mesurer lozone de la basse troposphère et son évolution lagrangienne : Sondes électrochimiques (ECC) utilisées pendant ESCOMPTE, couplées à une radiosonde

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11 -Faisabilité démontrée lors de la pre- campagne (2000) sur 2 ballons -15 ballons lâchés en Transmission radioélectrique de la mesure via radiosonde - enregistrements de ~ 4 à 6 h ( cycle partiel de production photochimique) (Mise en œuvre CNES-CNRM-LA) (Daprès Bénech et al., Atmospheric Environment, in press)

12 Estimation du taux lagrangien de production dozone sur des périodes « homogènes » (Daprès Bénech et al., Atmospheric Environment, in press)

13 La durée de vol dun BPCL sur le bassin méditerranéen étant de plusieurs jours, est-il envisageable davoir des durées de vie compatibles pour les sondes électrochimiques de mesure de lozone ? test de faisabilité au sol sur sonde ECC couplée à radiosonde MODEM

14 Sonde ECC Analyseur Environnement S.A. modèle O3 41M Mesures réalisées par Solène Derrien (LA) Jeudi 22 mai Vendredi 23 mai Samedi 24 mai Dimanche 25 mai

15 De lintérêt dutiliser des ballons dérivant en basses couches dans le projet ChArMEx : Pour caractériser laérosol et son impact radiatif Spaceborne lidar CALIOP, 26 June 2006, night time Paramètres dintérêt:- laérosol - les flux radiatifs (« dimming ») - les flux de surface (H et LE)

16 Capteur daérosol pour BPCL : développement CNES, collaboration LA (cf. présentation N. verdier) Capteurs de flux radiatifs : capteurs miniaturisés pour BPCL, flux de courtes et grandes longueurs donde : développement CNES (cf. présentation N. Verdier) Flux de surface (H et LE) : potentialité de laéroclipper

17 SST T, HR, V Principe de laéroclipper développé par le CNES : Ballon avec un câble traînant à la surface de leau (« guide rope ») Instrumentation CNES/LMD, utilisation dans lOcéan Indien (VASCO) (Duvel et al., Bulletin of the American Meteorological Society, in press)

18 puis

19 SST T, HR, V Noyau dur dinstrumentation : SST + T, U, q à un niveau Flux « bulk » : Contrainte : connaître précisément la hauteur (variable) à laquelle est faite la mesure

20 Quelques éléments de stratégie expérimentale : - Possibilité de larguer des ballons depuis les côtes N et S du bassin - Possibilité déchantillonnner 2 niveaux simultanément (dans et au-dessus de la couche limite) avec les BPCL - Quelques dizaines de BPCL - 10 à 20 aéroclippers - NANOs ? (cf. présentation N. Verdier) - Campagne probatoire (~ 2010) pour tests dinstrumentation, transmission et stratégie de déploiement

21 CALIOP lidar cross-section of the Mediterranean Spaceborne lidar CALIOP, 26 June 2006, night time (image F. Dulac)

22 Conclusions : - concept « ballons dérivant basses couches » bien adapté à la stratégie scientifique POI ChArMEx - mutualisation possible defforts de développement et de stratégies de déploiement avec dautres programmes méditerranéens (surtout HyMex) - développement instrumental à finaliser sur plusieurs volets: capteur daérosol capteurs radiatifs capteur dozone transmission des mesures aéroclipper « allégé »

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