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ATMOS: La plateforme mobile de l’IPSL pour l’observation des processus physico-chimiques et du climat. J. Cuesta 1 , P. Chazette 1,2 , P. H. Flamant 1 , B. Bonsang 2 , D. Edouart 1 , L. Estevan 1 , F. Gibert 1 , V. Gros 2 , F. Marnas 1 , J.-C. Raut 1,2 , J. Sanak 2 , C. Flamant 3. - PowerPoint PPT Presentation
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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
IPSL « facility » Essentiellement pour les campagnes de terrain et/ouen complément des sites fixes
ATMOS“Atmospheric Mobile
ObServatory”
La plateforme de télédétection MOBILIS
“Moyens mOBIles de téLédétection de l’IpSl”
La station in-situSAMMO
“Station Aérosols et chiMie MObile”
Resp.: J. Cuesta, P. Chazette
Resp.: B. Bonsang, V. Groset futures collaborations
3
La plateforme mobile ATMOS :
MOBILISTélédétection active et passive
SAMMOCapteurs in-situ
En conteneur Longue durée
En ULM Aéroporté
En voiture Transect sol
En camion Durée moyenne
En 2005, LISAIRLISAIR Qualité de l’air (aérosols et gaz) dans la Mégapôle ParisienneEn 2006, AMMA AMMA Aérosols désertiques et Feux de biomasse au Sahel (Niamey)
Dynamique atmosphérique et aérosols au Sahara (Tamanrasset)En 2007, COPSCOPS Interaction aérosols et nuages précipitants dans les Vosges Validation de la mission spatiale CALIPSO
Déploiement d’ATMOS lors de Campagnes de terrain internationales et de Validation Satellite
4
Mini-Lidar TReSS
rétrodiffusion
• 532 nm //
• 532 nm
• 607 nm (R)
• 1064 nm
Photomètre solaire CIMEL
8 cannaux: 340, 380,440, 500, 670, 870, 936, 1020
nm
Télédétection Active:
Télédétection Passive:
Radiomètre IR
9.5-11 um
Pyranomètre
300-800 nm
Instrumentation de MOBILIS: TélédétectionInstrumentation de MOBILIS: Télédétection
Mini-LidarMobile LAUVA
rétrodiffusion
• 355 nm //
• 355 nm
(sécurité occulaire)
LidarLESAA
rétrodiffusion
• 355 nm //
• 387 nm (R)
(sécurité occulaire)
5
Anémomètre sonique
Diffusiomètres 880/920nm
Variables Météorologique
s
Analyses des filtresFluorecence X et ICP
Granulomètre optique0,15 < r < 10 um
Instrumentation de SAMMO: In-situInstrumentation de SAMMO: In-situ
Granulomètres aérosols:
Granulométrie par impaction (ELPI)0,03 < r < 10 um
Aethalomètre Carbon de suie
Coefficient de diffusion:
Néphelomètre TSI450, 550, 700 nm
Concentration de particules:
TEOM Masse PM25, PM10
Speciation chimique:
Chromatrographe Optique
CO, hydrocarbures C2-C6 , C5-C12
Sonde PTU
6
1. LISAIR: Qualité de l’air en région parisienne (1/3)
Impact en surface
1)1) Rétrodiffusion Rétrodiffusion apparente apparente
2) Rapport 2) Rapport de dépolarisation de dépolarisation indice de forme indice de forme
3) Rapport de 3) Rapport de couleurs (Angström) couleurs (Angström)
indice de taille indice de taille
Structure verticale des aérosolsCouche d’aérosols Sahariens
Aérosols parisiens dans la couche limite
Aérosols de feux de Portugal
[Cuesta et al., ILRC 2008]
26 Mai 2005 - Palaiseau
7
18 mai EF register EF (µg/m2/s) a.m p.m. a.m. p.m.
Rivoli 1620 1747 - - Traffic (vehicle/h) G. P. 4674 4624 - -
H (m) 550 1840 - -
PM10 0.18 1.6 0.7
(0.8) 0.5
(0.5)
BC 0.06 0.22 0.12
(0.12) 0.08
(0.07)
CO 22 45 27
(12) 22
(10) C3H6 (propene)
0.06 0.12 0.12
(0.05) 0.10
(0.04) C2H2 (acetylene)
0.24 0.24 0.13
(0.06) 0.11
(0.05) C6H 6 (Benzene)
0.034 0.15 0.15
(0.07) 0.12
(0.06) C8H10 (O-Xylène)
0.41 0.35 0.17
(0.08) 0.15
(0.07)
[Chazette et al., ILRC 2008]
Facteurs d’émission des polluants
Aérosols parisiens dans la CLA
Hauteur CLA
Csurface
Facteurs d’émission
18 Mai 2005 - Paris
1. LISAIR: Qualité de l’air en région parisienne (2/3)
8
1. LISAIR: Qualité de l’air en région parisienne (3/3)
Indice de réfraction complexe de l’aérosols
Lidar + Photomètre BER
Distribution en taille (Granulo)
Coefficient de diffusion (Néphèlo)
+
+mreél mimag
[Raut and Chazette, ACP 2007,2008]
Distribution en taille par couches
aérosols parisiens
dV/dlnr
aérosols
Sahariens
Lidar + Inversion Photomètre
[Cuesta et al., AO, 2008]
18 Mai 2005 Paris
16 Juillet 2005 - Palaiseau
Aérosols Sahariens
9
25 Juin 2006 - Tamanrasset
(1304 UTC)
1 km/h
HoggarHoggar AtlasAtlas
CLAS homogène et élevée + Cu au sommet
Dust updrafts > u*
Cloud downdrafts
Synergie avec
CALIPSO
GradientVertical
(Mini-Lidar au sol)(Mini-Lidar au sol)
(Lidar spatial)(Lidar spatial)
TransectNord-Sud
2. AMMA: Aérosols et dynamique au Sahara (1/2)
Cycle diurne de la couche
limite Saharienne
Répartition verticale des
aérosols Sahariens
[Cuesta et al., JGR, 2008]
10
La Tapoa Niamey« LAUVA » aéroporté sur ULM
(P. Chazette, J. Sanak)
Aérosols de feux de biomasse
Poussières désertiques
[Chazette et al., 2007]
α (km-1)
2. AMMA: Aérosols et dynamique au Sahel (2/2)
Caractérisation/répartition verticale de couches d’aérosols
BER (sr-1)
Aérosols de feux de biomasse
Poussières désertiques
11
3. COPS: Aérosols et précipitations dans les Vosges
Impact du
transport à longues
distances
Intrusion des
couches sèches
[Cuesta et al., Workshop COPS 2008]
[Flamant et al., Workshop COPS 2008]
Couche sèche
Aérosols sahariens
Aérosols sahariens
Front
Aérosols ruraux + urbains
Aérosols ruraux + urbains
12
3 voies élastiques (β)2 voies Raman N2
(α)
4. Développements en cours (1/2)
Lidar Mobile Multi-longueur d’onde:
Raman & Elastique
e.g. [Veselovskii et al., 2006]
Greenbelt, USA
+Profils verticaux de distribution en
taille
LESAA &
TReSS
1500 m AGL
1800 m AGL
13
Télémetrie précise de la surface
État de la végétation
(Collaboration avec Sylvie Durrieu, CEMAGREF)
En synergie avec une caméra 3 bandes :
4. Développements en cours (2/2)
Lidar Canopée
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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