Institut Pierre Simon Laplace

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1 Institut Pierre Simon Laplace
ATMOS: La plateforme mobile de l’IPSL pour l’observation des processus physico-chimiques et du climat J. Cuesta1, P. Chazette1,2, P. H. Flamant1, B. Bonsang2, D. Edouart1, L. Estevan1, F. Gibert1, V. Gros2, F. Marnas1, J.-C. Raut1,2, J. Sanak2, C. Flamant3 1LMD 2LSCE/CEA 3SA Institut Pierre Simon Laplace

2 Objectifs scientifiques :
Etudes des processus physico-chimiques, de la qualité de l’air et du climat: Aérosols, nuages et gaz minoritaires Dynamique atmosphérique Bilan radiatif Canopée végétale La plateforme de télédétection MOBILIS “Moyens mOBIles de téLédétection de l’IpSl” ATMOS “Atmospheric Mobile ObServatory” Resp.: J. Cuesta, P. Chazette La station in-situ SAMMO “Station Aérosols et chiMie MObile” et futures collaborations Resp.: B. Bonsang, V. Gros IPSL « facility »  Essentiellement pour les campagnes de terrain et/ou en complément des sites fixes

3 La plateforme mobile ATMOS :
MOBILIS Télédétection active et passive SAMMO Capteurs in-situ En ULM  Aéroporté En conteneur  Longue durée En voiture  Transect sol En camion  Durée moyenne Déploiement d’ATMOS lors de Campagnes de terrain internationales et de Validation Satellite En 2005, LISAIR  Qualité de l’air (aérosols et gaz) dans la Mégapôle Parisienne En 2006, AMMA  Aérosols désertiques et Feux de biomasse au Sahel (Niamey)  Dynamique atmosphérique et aérosols au Sahara (Tamanrasset) En 2007, COPS  Interaction aérosols et nuages précipitants dans les Vosges  Validation de la mission spatiale CALIPSO

4 Instrumentation de MOBILIS: Télédétection
Télédétection Active: Mini-Lidar TReSS rétrodiffusion 532 nm // 532 nm  607 nm (R) 1064 nm Mini-Lidar Mobile LAUVA rétrodiffusion 355 nm // 355 nm  (sécurité occulaire) Lidar LESAA rétrodiffusion 355 nm // 387 nm (R) (sécurité occulaire) Télédétection Passive: Pyranomètre nm Photomètre solaire CIMEL 8 cannaux: 340, 380,440, 500, 670, 870, 936, 1020 nm Radiomètre IR um

5 Instrumentation de SAMMO: In-situ
Granulomètres aérosols: Coefficient de diffusion: Néphelomètre TSI 450, 550, 700 nm Diffusiomètres 880/920nm Granulomètre optique 0,15 < r < 10 um Granulométrie par impaction (ELPI) 0,03 < r < 10 um Speciation chimique: Concentration de particules: Aethalomètre Carbon de suie TEOM Masse PM25, PM10 Chromatrographe Optique CO, hydrocarbures C2-C6 , C5-C12 Analyses des filtres Fluorecence X et ICP Variables Météorologiques Anémomètre sonique Sonde PTU

6 1. LISAIR: Qualité de l’air en région parisienne (1/3)
Structure verticale des aérosols Couche d’aérosols Sahariens Rétrodiffusion apparente Aérosols de feux de Portugal Aérosols parisiens dans la couche limite 2) Rapport de dépolarisation  indice de forme 26 Mai Palaiseau 3) Rapport de couleurs (Angström)  indice de taille Impact en surface [Cuesta et al., ILRC 2008]

7 1. LISAIR: Qualité de l’air en région parisienne (2/3)
Facteurs d’émission des polluants 18 Mai Paris Hauteur CLA Facteurs d’émission Aérosols parisiens dans la CLA Csurface [Chazette et al., ILRC 2008]

8 1. LISAIR: Qualité de l’air en région parisienne (3/3)
Indice de réfraction complexe de l’aérosols Lidar + Photomètre  BER 18 Mai 2005 Paris + Distribution en taille (Granulo) + Coefficient de diffusion (Néphèlo) mreél mimag [Raut and Chazette, ACP 2007,2008] Distribution en taille par couches Lidar + Inversion Photomètre dV/dlnr 16 Juillet Palaiseau aérosols parisiens aérosols Sahariens Aérosols Sahariens [Cuesta et al., AO, 2008]

9 2. AMMA: Aérosols et dynamique au Sahara (1/2)
25 Juin Tamanrasset Cycle diurne de la couche limite Saharienne (Mini-Lidar au sol) 1 km/h Dust updrafts > u* Répartition verticale des aérosols Sahariens Cloud downdrafts Gradient Vertical Synergie avec CALIPSO CLAS homogène et élevée + Cu au sommet (Lidar spatial) Transect Nord-Sud (1304 UTC) Hoggar Atlas [Cuesta et al., JGR, 2008]

10 2. AMMA: Aérosols et dynamique au Sahel (2/2)
Caractérisation/répartition verticale de couches d’aérosols Aérosols de feux de biomasse Poussières désertiques La Tapoa Niamey « LAUVA » aéroporté sur ULM (P. Chazette, J. Sanak) [Chazette et al., 2007] Aérosols de feux de biomasse Poussières désertiques α (km-1) BER (sr-1)

11 3. COPS: Aérosols et précipitations dans les Vosges
Impact du transport à longues distances Front Aérosols sahariens Aérosols ruraux + urbains [Cuesta et al., Workshop COPS 2008] Intrusion des couches sèches Couche sèche Aérosols sahariens Aérosols ruraux + urbains [Flamant et al., Workshop COPS 2008]

12 Lidar Mobile Multi-longueur d’onde: Raman & Elastique
4. Développements en cours (1/2) Lidar Mobile Multi-longueur d’onde: Raman & Elastique 3 voies élastiques (β) 2 voies Raman N2 (α) Profils verticaux de distribution en taille + Greenbelt, USA 1500 m AGL LESAA & TReSS 1800 m AGL e.g. [Veselovskii et al., 2006]

13 Télémetrie précise de la surface
4. Développements en cours (2/2) Lidar Canopée (Collaboration avec Sylvie Durrieu, CEMAGREF) Télémetrie précise de la surface État de la végétation En synergie avec une caméra 3 bandes :

14 Conclusions et perspectives
ATMOS, l’IPSL facility : MOBILIS + SAMMO  Plateformes mobiles polyvalentes et de haute performance pour les campagnes de terrain internationales (LISAIR, AMMA, COPS) Collaborations en cours et futures:  CNRM (4M, A. Dabas, G. Pigeon) : dynamique atmosphérique / surface (déjà dans COPS)  LSCE (RAMCES, M. Ramonet, I. Xueref) : flux CO2 couche limite / surface (projet CO2 MEGAPARIS)  Projet AEROTROP « Réseau Aérosols Français », (P. Laj, M. Legrand) Synergie et Validation  CETP pour radar doppler (A. Protat et A. Weill)  LISA (B. Marticorena, P. Formenti?, MILEAGE?)  LMD (Equipe FLUO VEGETAL) Déploiements en 2009/2010:  Programme MEGAPOLI en région parisienne  « Chantier Mediterranée »  Projet FENNEC au Sahara