Optical properties analysis of aerosols observed in the Arctic region during the spring API/POLARCAT campaign - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2011

Optical properties analysis of aerosols observed in the Arctic region during the spring API/POLARCAT campaign

Analyse des propriétés optiques des aérosols observés en Arctique pendant la campagne de printemps de l'API/POLARCAT.

(1)
1

Abstract

As part of the campaign POLARCAT France, which took place north of Sweden in April 2008, several observations of aerosol plumes were analyzed. The study of aerosol plumes was based on measurements of a backscatter lidar emitting at 355, 532 and 1064 nm with a channel to measure the depolarization at 355 nm. Three optical parameters (the scattering ratio, the pseudo color ratio (CR *), and depolarization) provide information on the optical thickness, the relationship between fine fraction and coarse fraction and the presence of mineral aerosols. A climatology of the optical properties of the aerosol was constructed to establish the gradients, temporal evolution during the campaign and their relation with the origin of air masses. The spatial lidar CALIOP calculates the same optical parameters as the airborne lidar. The intercomparison between the two instruments showed a significant difference in the absolute values of CR *. However, variations of optical parameters remain consistent. To identify the sources of aerosols, a study was conducted with Lagrangian transport model simulations using FLEXPART, combined with data from CALIOP. This analysis shows that the aerosol is a mixture of 223 three sources : pollution from north-east Asia and Europe, forest fires and agricultural Siberian and central Asian desert dust. Finally, a study on the optical properties of the aerosol was focusing on into fires during summer 2010 in Russia and included a comparison of the impact of this episode with the observations collected in 2008.
Dans le cadre de la campagne POLARCAT-France, ayant eu lieu au nord de la Suède en avril 2008, plusieurs observations de panaches d'aérosols furent analysées. L'étude des panaches d'aérosols repose sur les mesures d'un lidar à rétrodiffusion émettant à 355, 532 et 1064 nm et équipé d'un canal pour mesurer la dépolarisation à 355 nm. Trois paramètres optiques (les rapports de diffusion, le pseudo rapport de couleur (CR*), et de dépolarisation) fournissent des informations sur l'épaisseur optique, le rapport entre fraction fine et fraction grossière, et la présence d'aérosols minéraux. Une climatologie sur les propriétés optiques de l'aérosol a été réalisée pour établir les gradients méridiens, l'évolution temporelle pendant la campagne et leur dépendance avec l'origine des masses d'air. Le lidar spatial CALIOP calcule les mêmes paramètres optiques que le lidar aéroporté. L'intercomparaison entre les deux instruments a montré une différence importante sur les valeurs absolues de CR*, qui est dû à des différences de méthode d'étalonnage entre les deux instruments. Néanmoins, les variations relatives des paramètres optiques restent cohérentes. Pour identifier les sources d'aérosols, une étude lagrangienne a été menée avec des simulations du modèle de transport, FLEXPART, combiné aux mesures CALIOP. Cette analyse montre que l'aérosol résulte d'un mélange de trois sources : pollution transportés du nord-est de l'Asie et d'Europe, des feux de forêt et agricoles de Sibérie et des poussières désertiques d'Asie Centrale. Enfin, une étude sur les propriétés optiques de l'aérosol a été effectuée sur les incendies de l'été 2010 en Russie et a permis une comparaison de l'impact de cet épisode d'été avec les observations de 2008.
Fichier principal
Vignette du fichier
these_adamdevilliers.pdf (30.33 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates and versions

tel-00817146 , version 1 (23-04-2013)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00817146 , version 1

Cite

Raphaël Adam de Villiers. Analyse des propriétés optiques des aérosols observés en Arctique pendant la campagne de printemps de l'API/POLARCAT.. Sciences de l'environnement. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00817146⟩
208 View
272 Download

Share

Gmail Facebook Twitter LinkedIn More