Evaluation de la description des aérosols dans le CTM CHIMERE Contributeurs: Solène Turquety, Laurent Menut, Hélène Chepfer, Stavros Stromatas (Thèse CNES/ADEME), Grégory Cesana Géraldine Réa (Thèse KIC/UPMC), Yonseob Kim (CDD CNES) Objectifs généraux: Evaluer les émissions régionales – en particulier pour les événements intenses (feux, dusts) Processus de transport et paramétrisations Variabilité spatio-temporelle de l’impact des sources (qualité de l’air en particulier) Région d’étude: Europe-Méditerranée (principalement) Analyses basées sur des comparaisons entre: simulations du modèle de chimie-transport CHIMERE observations surface (PM AIRBASE, AERONET) observations satellitaires: MODIS, PARASOL CALIOP Nécessite le développement d’un outil de comparaison modèle .vs. observations

Evaluation de la description des aérosols dans le CTM CHIMERE Présentations relatives au projet LMD/aérosols: Contribution relative des feux: utilisation des observations A-Train pour évaluer la qualité des simulations CHIMERE (S. Stromatas) Méthodologie de comparaison modèle .vs. Observations: outil OPTSIM Analyse du cas de l’été 2007 Importance de la pyroconvection en Europe et Méditerranée (G. Réa)

Méthodologie: comparaisons modèle .vs. observations Simulation du signal lidar pour une comparaison directe aux L1 CALIOP Simulation aérosols CHIMERE: 8 classes de tailles (0.039, 0.078, 0.156, 0.312, 0.625, 1.25, 2.5, 5, 10 μm) Sulfates, nitrates, ammonium, organic aerosols and sea-salt (see Bessagnet et al. (2010) for details) Gas-particle partitioning of the ensemble Sulfate/Nitrate/Ammonium: ISORROPIA code Dust Simu Euro-Med: 18 niveaux (jusqu’à 200hPa) Météo WRF Emissions: EMEP (anthr.), MEGAN (biog), APIFLAME (feux), dust Post-processing: propriétés optiques  S. Stromatas et al. (Geosc. Mod. Dev., 2012) Note: généralisation de l’approche de Hodzic et al. (2004, lidar sol), Vuolo et al. (2009, analyse climato dusts)

Exemple: transport de poussières désertiques R2 = 58%, Bias = −0.25, RSME = 0.28 for AOD (500nm) AOD is underestimated by the model Very good agreement for the lower values of Angstr ̈om Exp. (→ dust)

Exemple: transport de poussières désertiques Scattering Ratio : 9 July 2007 (night) Example of profile: Contributions in CHIMERE: CHIMERE vs CALIOP Using OPTSIM

Analyse de l’impact des feux: projet APIFLAME (www.lmd.polytechnique.fr/apiflame) Evolution chimique? Production d’ozone? Impact à longue distance? Prévisibilité? Emissions? Altitude d’injection? Projet 2010-2013, financé par programme national PRIMEQUAL – APR Longue distance Collab. LMD (PI S. Turquety), INERIS, CEREA, LA, LOA, LATMOS, LSCE

Inventaire d’émission APIFLAME Approche générale ORCHIDEE Carbone, hydro & veg Emission factor MODIS 500x500m Area burned (MCD45) USGS landuse Burnt area Biomass density x Burning efficiency Emissions Model species Model grid Estimation des émissions pour toutes les espèces gazeuses et particulaires pour lesquelles on dispose de facteurs d’émission. En cours d’intégration dans ECAD à 25 km de résolution Model Database Observations Emiss. parameter

Cas d’étude de l’été 2007: CHIMERE vs obs. sol

Cas d’étude de l’été 2007: CHIMERE vs PARASOL/MODIS PARASOL AOD mode fin @ 865nm MODIS AOD @ 550nm

Analyse du transport à longue distance: CHIMERE vs CALIOP Panaches de feux observé 3 fois Principales signatures simulées Sous estimation de R’ Panache semble trop étendu / transporté trop haut CHIMERE

Analyse du transport à longue distance: CHIMERE vs CALIOP Comparaison proche des sources: Emissions sous-estimées Revoir altitude d’injection Contributions des dusts relativement importante

Analyse du transport à longue distance: CHIMERE vs CALIOP Comparaison loin des sources: Emissions sous-estimées Revoir altitude d’injection Variabilité des émissions et de l’altitude? Erreur de transport?

Bilan et perspectives Done: Développement de l’outil de comparaison OPTSIM Ongoing: Analyse du budget des aérosols en Euro-Méditerranée; exploitation des observations A-Train (S. Stromatas) Evolution des propriétés aérosols dans les panaches de feux (différents événements) et évaluation des émissions Influence de l’impact radiatif sur la photochimie – information apportée par l’analyse couplée d’observations satellitaires gaz traces / aérosols Starting: Caractérisation des aérosols à partir des observations CALIOP L1.5 (CDD Y. Kim) Contrainte sur les PM de surface à partir des observations satellitaires (A-Train, MSG/SEVIRI) (Thèse G. Réa)

Exemple: transport de poussières désertiques Color Ratio : 9 July 2007 (night)