Vertical variability of tropospheric ozone and aerosols in the Mediterranean region: transport processes and radiative impacts.
Variabilité de la distribution verticale de l'ozone et des aérosols troposphériques en région méditerranéenne: processus de transport et impacts radiatifs.
Résumé
This thesis deals with the vertical variability of tropospheric ozone and aerosols in the Mediterranean region, more precisely on the transport processes that govern this variability and the radiative impacts of biomass burning aerosols. The analysis of STAAARTE Hellen 96 campaign, first airborne campaign above Greece, permitted to understand that the ozone variability in the area is governed mainly by long range transport (western Europe, northern Africa, upper troposphere) and secondly by local emissions. Afterwards, the analysis of Pic 2005 campaign, realised on French Pyrenean, permitted to discuss the representativity of ozone at the level of Pic du Midi high altitude station and more precisely to estimate the influence of air masses originating from the rural boundary layer and arriving at Pic du Midi due to summer mountain breezes. On the timescale of some hours, we usually observe a difference of about 10 ppb between the ozone's measurements at Pic du Midi and the free troposphere during summer, which can be explained by transport from the boundary layer and the mixing of these air masses with free troposphere during their vertical displacement. This leads to an influence of the Pic du Midi measurements from the boundary layer by about 20-50%. Lastly, we estimated the radiative impact of biomass burning aerosols layers using either the measurements of a campaign for the study of international pollution transport (ITOP 2004) or the successive observations realised by CALIPSO of the fires at the south Greece on August 2007.
Dans le cadre de cette thèse, je me suis intéressé à la variabilité de l'ozone et des aérosols troposphériques en région méditerranéenne, plus précisément aux processus de transport qui pilotent cette variabilité et aux impacts radiatifs des aérosols des feux de biomasse. L'analyse de la campagne STAAARTE Hellen 96, première campagne aéroportée en Grèce, a permis d'établir que la variabilité de l'ozone dans cette région est pilotée en premier lieu par le transport à longue distance (Europe occidentale, Afrique du nord et haute troposphère), puis modulée par les émissions locales. Ensuite, l'analyse de la campagne Pic 2005, effectuée dans les Pyrénées françaises, a permis de discuter la représentativité de l'ozone au niveau de la station d'haute altitude du Pic du Midi, plus précisément d'estimer l'influence exercée par l'apport de masses d'air issues de la couche limite rurale par les brises orographiques estivales qui se développent dans la journée. A l'échelle de quelques heures, on observe souvent en été des écarts de l'ordre de 10 ppb entre l'ozone mesuré au Pic du Midi et la troposphère libre, écarts qui s'expliquent par le transport depuis la couche limite et le mélange de ces masses d'air avec la troposphère libre. La mesure en altitude au niveau du Pic du Midi est alors influencée à hauteur de 20 à 50% par la couche limite. Enfin, on a cherché à estimer l'impact radiatif des couches d'aérosols des feux de biomasse en utilisant d'une part les mesures d'une campagne d'étude du transport intercontinental de la pollution (ITOP 2004), d'autre part les observations successives effectuées par CALIPSO des incendies au sud de la Grèce en août 2007.