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Observation et tâches de service

Observation

Radar UHF

Radar UHF

Au plan expérimental, il faut distinguer les activités liées aux Services d’Observation, au Centre de Recherches Atmosphériques (CRA) de Campistrous, près de Lannemezan, à l’apport des avions de recherche, aux campagnes de mesure, aux données spatiales et aux réseaux opérationnels.

Le premier point est un axe structurant du Laboratoire d’Aérologie, dont la productivité scientifique associée montre l’intérêt. Nous maintenons, développons et exploitons scientifiquement les services d’observation, labellisés par l’INSU, dont nous avons la responsabilité : IDAF pour l’étude de la composition chimique de l’atmosphère et des dépôts secs et humides en Afrique, MOZAIC pour les mesures de gaz traces par des avions de ligne (avec une évolution envisagée vers le cadre européen GEMS), PAES pour l’observation de l’ozone et de ses précurseurs par un réseau de stations d’altitude. Il faut ajouter la contribution récente du laboratoire au réseau NDACC de surveillance de la composition chimique de la stratosphère, ainsi que les mesures troposphériques du vent et de flux d'énergie au CRA contribuant au SOERE ROSEA.

Les besoins de la compréhension et de la modélisation de l’atmosphère requièrent de colocaliser au maximum des jeux de données complémentaires (par ex. composition de l’atmosphère, télédétection active et passive, données de surface, ... ). A ce titre, la Plateforme Pyrénéenne d'Observation Atmosphérique (P2OA), regroupant le CRA et le Pic du Midi, accueille l’ensemble des activités d'observation en chimie atmosphérique, télédétection de la troposphère, l'électricité atmosphérique, les mesures de météorologie standard et de turbulence sur mât instrumenté. Le site de Campistrous se distingue pas sa situation géographique dans un environnement peu habité, dégagé et peu pollué, avec la proximité d’une chaîne de montagnes. Son caractère isolé facilite la mise en œuvre permanente de systèmes de télédétection active, et offre des possibilités de survol par les avions de recherche atmosphérique basés à Francazal, à moins de 100 km. La climatologie locale permet d’envisager l’étude des écoulements orographiques, du transfert transpyrénéen de polluants, des orages, de la grêle et de l’activité électrique.

Un important travail de développement instrumental et méthodologique a été conduit pour les avions de recherche ATR-42 et Falcon-20. Le laboratoire, dont la compétence est reconnue depuis longtemps, a participé aux campagnes de tests, calibrages et validations des mesures de flux turbulents. Pour la mesure des espèces en trace, il est envisagé d’appliquer à l’aéroporté des méthodes éprouvées au sol (par ex. DEC : disjunct eddy covariance, REA : relaxed eddy correlation).

Le Laboratoire d’Aérologie se tourne aussi vers l’utilisation de données spatiales, selon deux voies principales. La première concerne l’approche « modèle vers satellite » avec l’utilisation d’un code évolué de transfert radiatif pour simuler des mesures spatiales à différentes fréquences (visible, infrarouge, micro-ondes) à partir des champs produits par le modèle Méso-NH, avec des applications pour la validation des simulations par comparaison aux observations, et pour la modification des états initiaux via le lien entre les radiances mesurées et les variables du modèle. La deuxième approche se place dans le cadre du projet ADOMOCA d’ assimilation de données spatiales de chimie atmosphérique dans des modèles globaux de chimie-transport (notamment MOCAGE de Météo-France), avec des options concernant les espèces chimiques à considérer, le niveau de traitement préliminaire, le domaine troposphérique ou stratosphérique. Il faut souligner la complémentarité de cette approche avec le service d’observations MOZAIC et son évolution dans le contexte européen GMES.

Les réseaux opérationnels sont aussi une source importante de données. Ainsi, les mesures de Météo-France (radars ARAMIS, détection de la foudre METEORAGE, stations sol RADOME) permettent d’étudier des phénomènes météorologiques aux conséquences importantes, comme les orages à grêle. La rénovation en cours du réseau de radars de Météo-France (action PANTHERE), la mise en place du nouveau système de détection des éclairs PROFEO de l’ONERA, les nouveaux modules microphysique et électrique de Méso-NH, le contexte du futur modèle opérationnel AROME de Météo-France avec une résolution spatiale plus fine, renforcent l’intérêt de telles études. De même, les compétences en matière d’exploitation de radars en air clair permettent une collaboration très prometteuse avec l’ASECNA qui exploite des profileurs de vent sur les aéroports d’Afrique de l’Ouest.

Enfin, un point à souligner concerne le renouveau des activités scientifiques autour de l’électricité atmosphérique. Aux traditionnelles études des caractéristiques des orages et des mécanismes du déclenchement des décharges viennent désormais s’ajouter les possibilités ouvertes par la modélisation numérique avec Méso-NH et le lien avec la chimie atmosphérique via la production d’oxydes d’azote par les éclairs. Le Laboratoire d’Aérologie possède depuis longtemps des compétences reconnues et originales dans le domaine de l’activité électrique. Nous nous appuyons sur ces acquis pour développer de la façon la plus efficace des études concernant les relations entre les aspects dynamiques, microphysiques, électriques et chimiques des systèmes convectifs des latitudes tropicales et tempérées, en coordonnant au mieux les activités des équipes concernées.

Tâches de service

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