Suivi atmosphérique : outil pour le climat local Programme de recherche A.M.C Christophe Yohia UMS CNRS 3470 OSU Pytheas Aix-Marseille Université Christophe.yohia@univ-amu.fr

Outils Programme A.M.C : Aix-Marseille Carbone Programme pilote de l'étude du CO2 en vue d'un observatoire du CO2 à long terme sur la région PACA Gaz a effet de serre en partie responsable dans le réchauffement du climat. Hausse de 0,6°C sur le dernier siècle au niveau global Pourquoi PACA ? : en quelques chiffres 5 millions d'habitants 10 % des émissions nationales anthropiques de CO2 36 MtCO2 CO2 élément fondamental dans les écosystèmes terrestres et marins Sur Terre : échange net biologique écosystème Dans l'océan : pompe biologique

A.M.C : 3 groupes de travail Responsable scientifique Lefèvre Dominique  MIO-OSU CNRS UMR 7294 Irène Xueref-Remy : OVSQ/LSCE CNRS UMR 8212 Atmosphère Océanographie Écosystème Météorologie Chimie-Transport Physique Biogéochimie Ecologie Biologie Responsable scientifique : Irène Xueref-Remy Jacques Piazzola MIO-Toulon Responsable scientifique : Irène Xueref-Remy Jacques Piazzola MIO Responsable scientifique : Christel Pinazo MIO Frederic Diaz MIO Responsable scientifique : Illja Reiter O3HP ECOREV Jean-Philippe Mevy IMBE

Transport atmosphérique Interaction Transport atmosphérique Combustion/Flux anthropique CO2 Respiration photosynthèse Echange gazeux air/mer ville Continent Cycle biogeochimique Mer

Flux de quantité de mouvement Synergie atmosphère-océan Impact couche limite atmosphérique Energie+Irradiance+Rayonnement Transport polluants/particules Réaction chimique+aérosols+nuages Modélisation flux turbulent Transfert Ocean/Atmo Transfert Atmo/Ocean Flux de quantité de mouvement Flux d'eau : Evaporation+Précipitation Apport énergétique Modélisation de la SST et des courants de surface Modélisation de l'irradiance et du vent en surface

Interaction entre les outils Atmosphère Océanographie Ecologie Modèle météorologique Modèle chimique et de transport Mesure CO2 et météorologique Modèle physique Modèle chimique/biologie Mesure de pH et CO2 Mesure de flux de CO2 Mesure météo Modèle de surface Modèle météo Modèle ocean Obs atmo Obs ocean Modèle chimie Modèle biogeochimie Modèle surface

Mesure Réseau de mesure existant et opérationnel de l'OSU Institut Pytheas Réseau en cours d'évolution et d'amélioration. 1 station+ 1 mat sur les Alpes de Hautes Provence 4 stations sur Marseille 2 stations sur le Var

Mesure Observation météo au sein de l'OSU Pythéas Station météo déjà opérationnelle FRIOUL OHP CLIMED SME Capteurs Vent Température Humidité Pression Rayonnement Précipitations Capteurs Vent Température Humidité Pression Rayonnement Précipitations Capteurs Vent Température Humidité Capteurs Vent Température Humidité Pression Précipitations Fréquence acquisition : 30min Fréquence de réception : 30min Fréquence acquisition : 1h Fréquence de réception : 24h Fréquence acquisition : 1h Fréquence de réception : 6h Fréquence acquisition : 15min  Fréquence de réception : 15min Changement envisagé : Évolution de l'intégralité de la station Changement envisagé : déplacer le capteur anémométrique

Mesure Exemple de comparaison de la température entre 2 stations Bleu : station péri-urbaine dans le massif de l'Etoile (nord de Marseille) Rouge : station de l'île du Frioul Les deux signaux de températures ont la même allure avec une différence nette sur l'amplitude journalière. Importance de l'environnement de la station

Mesure Exemple de mesure sur l'OHP : gaz a effet de serre+météo

Modelisation Approche déterministe : modélisation météorologique Modèle météo : ensemble d'équation de la dynamique des fluides géophysique permettant de reconstituer le comportement de l'atmosphère Plusieurs types de modèles météo : -Modèles globaux : modèles couvrant la surface du globe -Modèle régionaux : modèles couvrant une zone restreinte d'un territoire Modèle global vs modèle régional Principe physique différent : pas le même type d'équations Surface géographique différente Pas les mêmes phénomènes étudiés.

Modelisation Exemple de différence modèle global/régional : vent à 10m Vent modéré sur secteur du Queyras et vallée de la Durance Effet venturi vallée du Rhone Accélération du vent dans le golfe du Lion

Modèle Résolution horizontale dans un modèle Source IPCC

Modelisation Modèle météorologique régional : couverture spatiale Résolution horizontale : 2km : une information météo tous les 2km. Grille de calcul en vigueur sur PACA  Grille du modèle chimie. En cours de réalisation

Modelisation Couplage modèle météo et modèle chimie couplage météorologie chimie Couplage de modèle : les 2 modèles sont en rétroaction. Le calcul d'une variable à des répercussions sur les variables du second modèle durant la même phase de calcul. Source IPCC

Exemple des résultats du modèle régional Modelisation Exemple des résultats du modèle régional Modélisation de la température à 2m Ecrin 3/5°C Queyras 0/-2°C Gap 14/16°C Barcelonette 14/16°C Etang de Berre 18/20°C

CLIMAT Exemple des résultats du modèle régional Orage d'été sur le relief : convection orographique Orage diurne sur Massif Central Orage sur les reliefs alpins

Exemple de résultats du modèle régional CLIMAT Exemple de résultats du modèle régional Précipitations et isotherme 0°C lors d'une perturbation barocline Iso-0°C à 12h 3000/3300m sur le Queyras et Ecrin Pluie 60/80mm Iso-0°C 00h 1800m sur le Queyras… Pluie localement 100/110mm Début des chutes de neige au-delà de 1600m en cours d'après-midi sur le Queyras

Exemple de résultats du modèle régional CO2 CO2 et relation avec la météorologie Mesure sur 24h du CO2 à la station marine de Endoume (Marseille) Transition brise de mer/brise de terre Régime de brise Régime de brise de terre/ vent faible

Exemple de résultats du modèle régional CO2 Exemple de résultats du modèle régional CO2 et relation avec la météorologie Mesure sur 24h du CO2 à la station marine de Endoume (Marseille) Brise de terre/vent faible à 3h CO2 420ppm Localisation du capteur de CO2 Brise de mer 12h CO2 393ppm

Exemple de résultats du modèle régional CO2 Exemple de résultats du modèle régional CO2 et relation avec la météorologie Mesure sur 24h du CO2 à la station marine de Endoume (Marseille) Brise de mer 18h CO2 397ppm Vent variable/faible 21h CO2 405ppm

Pouvoir quantifier le panache du C02 sur la région CONCLUSION Pouvoir quantifier le panache du C02 sur la région Quantifier le flux de CO2 entre l'atmosphère et la méditerranée à l'échelle régionale Avoir un observatoire pérenne pour suivre les GES et comprendre son impact sur le climat

CO2 MERCI