Benjamin Aouizerats, Pierre Tulet, Laurent Gomes

I. Contexte et objectifs de la campagne

II. Configuration de modèle

III. Analyse des résultats et comparaison avec les observations

Modélisation et analysede l'évolution des aérosols

pendant la campagneMEGAPOLI

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Contexte et description de la campagne

Objectifs: - Estimer et quantifier les impacts des mégalopoles en terme de qualité de l’air aux échelles locales, régionales et globales

- Développer des outils de modélisation couplés pour la prévision de la pollution de l’air dans les mégalopoles

Dispositif instrumental: 3 sites instrumentés (météo-gaz-aérosols) / Vols de l’ATR 42

Cadre d’étude: P.O.I. du 1-2 Juillet 2009

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Configuration de modèle • 3 domaines imbriqués

• Résolution verticale croissante jusque 1 km pour Paris• 62 niveaux verticaux • 2 jours de spin-up (29-30/06/09) avec respectivement 1 et 2 domaines• 2 jours de simulation comprenant les 3 domaines (1-2/07/09)• 19 espèces différentes de COVs émises • Conditions aux limites et nudging toutes les 6 heures à partir des réanalyses ARPEGE (pour la dynamique) et MOCAGE (pour les espèces gazeuses)

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Météorologie

Situation de vent de Nord-Nord-Est, ciel clair, températures élevées

Propice à la photochimie

Température (K) le 1er Juillet à 12 UTC

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Météorologie

Situation de vent de Nord-Est

Température à 2 mètres correctement représentéeObservations

Modèle

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Météorologie

Situation de vent de Nord-Est

Température à 2 mètres correctement représentée

Humidité relative correctement représentée

Observations

Modèle

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Météorologie

Situation de vent de Nord-Est

Température à 2 mètres correctement représentée

Humidité relative correctement représentée

Vent à 10 mètres également correctement représenté (pas montré)

La situation météorologique semble correctement représentée par le modèle

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Chimie gazeuse

Formation d’ozone à distance des villes, destruction près des sources de NO

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Chimie gazeuse

NO bien représenté dans son évolution et ses valeurs min/max

Observations

Modèle

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Chimie gazeuse

NO bien représenté dans son évolution et ses valeurs min/max

NO2 également correctement représenté

Observations

Modèle

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Chimie gazeuse

NO bien représenté dans son évolution et ses valeurs min/max

NO2 également correctement représenté

O3 bon ordre de grandeur de façon générale mais valeurs min/max non capturées

Observations

Modèle

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Chimie gazeuse

NO bien représenté dans son évolution et ses valeurs min/max

NO2 également correctement représenté

O3 bon ordre de grandeur de façon générale mais valeurs min/max non capturées

Dans l’ensemble, l’évolution des espèces réactives gazeuses est correctement représentée malgré les valeurs min/max d’ozone qui ne sont pas capturées par le modèle

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Aérosols primaires concentrés proches des sources et secondaires dans le

panache

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Aérosols primaires

Evolution temporelle de la concentration de BC correctement représentée par la modèle

Ordre de grandeur correct (valeurs faibles)

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Aérosols secondaires

Concentration massique de Nitrates en g.m-3 Concentration massique d’ammonium en g.m-3

Concentration massique de sulfates en g.m-3

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Analyse des résultats et comparaison avec les observations• Aérosols secondaires

Concentration massique de Nitrates en g.m-3 Concentration massique d’ammonium en g.m-3

Concentration massique de sulfates en g.m-3

Mauvaise représentation des secondaires inorganiques

Augmentation constante de NH4NO3

Problème présent sur d’autres paramètres descriptifs des aérosols

Instabilité numérique dans un des processus?

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Conclusions et perspectives

• D’un point de vue météorologique et de chimie gazeuse, la situation est correctement représentée par le modèle

• Les aérosols primaires dépendant uniquement des émissions sont également correctement décrits dans la simulation

• Par contre, gros problème pour représenter les espèces secondaires:

Recherche de l’origine du problème (isolement du processus défectueux: long et fastidieux)

• Une fois le problème résolu:

Impacts radiatifs des aérosols durant ce cas d’étude (effet direct et semi-direct)

Evaluation de différents scénarios d’émissions pour évaluer l’influence à l’échelle locale et régionale de biais dans les émissions sur les concentrations

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