T. Lebourgeois : Caractérisation physico-chimique des évènements extrêmes de pollution de la surface à la haute troposphère par analyse combinée IAGOS-MOCAGE

La composition atmosphérique est issue de nombreux processus, et en particulier des échanges d’échelles variables, allant jusqu’au transport intercontinental. Le monoxyde de carbone (CO) étant un marqueur de la pollution émise en surface, cette thèse a été consacrée à l’étude du transport de panaches de CO sur le globe. Cette étude a été faite à l’aide des observations in-situ IAGOS.

Ces observations ont été combinées à l’outil SOFT-IO. Cet outil combine le modèle FLEXPART à des inventaires d’émissions pour calculer la contribution du CO récemment émis aux observations. Dans une deuxième partie de la thèse, nous avons aussi utilisé le modèle de chimie-transport MOCAGE. Des traceurs de CO ont été implémentés dans celui-ci afin de permettre de caractériser le type d’émission et l’origine géographique du CO modélisé.

Nous avons pu attribuer, pour les différentes régions du globe, l’origine géographique du CO présent, ainsi que les caractéristiques chimiques des panaches de CO observés ou modélisés. L’hémisphère Nord est largement influencé par les fortes émissions anthropiques. Selon l’altitude étudiée, l’origine du CO va être plus ou moins éloignée. En basse troposphère, le CO est d’origine majoritairement locale. Avec l’altitude, en revanche, le CO provient de plus en plus des régions combinant à la fois de fortes émissions ainsi que des conditions permettant le rapide transport de celle-ci vers les hautes altitudes. Les émissions de la région Est-Asiatique sont celles ayant le plus d’influence sur le CO de l’hémisphère nord. En été boréal, aux émissions anthropiques présentes toute l’année, vont s’ajouter les émissions de feux de biomasse. Ces feux vont être à l’origine des valeurs de CO les plus élevées de la saison. Par l’importante quantité de précurseurs qu’ils vont co-émettre, ceux-ci vont aussi être à l’origine de fortes anomalies d’ozone.

Les tropiques et les régions de l’hémisphère Sud vont être influencés par les quantités importantes de CO émises par les feux durant la saison sèche locale. Il va donc y avoir dans ces régions une forte variabilité saisonnière. Durant la saison sèche, les feux vont aussi provoquer la production d’importantes quantités d’ozone. La proximité de la plupart des régions de l’hémisphère sud avec la zone de convergence intertropicale permet le rapide transport vertical de ces masses d’air pollués. Cela va permettre à ces masses d’air de pouvoir atteindre rapidement des régions éloignées. Notre méthode nous a permis de bien comprendre les processus et caractéristiques de panaches de CO et pourrait par la suite être appliquée à d’autres précurseurs d’ozone comme les NOx.