Development of the PAES network: atmospheric pollution at synoptic scale and ozone budget in the free troposphere.
Développement du service d'observation PAES : pollution atmosphérique à l'échelle synoptique, bilan de l'ozone dans la troposphère libre
Résumé
The framework of this PhD work is the development of the PAES network (Atmospheric Pollution at Synoptic Scale), devoted to ozone and CO measurements at high-altitude sites in France. The spatial and temporal representativity of high surface station has been evaluated, in comparisons with airborne (MOZAIC) and satellite (MOPITT) data. Monitoring the atmospheric changes turns out to be possible from surface data. High altitude stations also appear to be to some extent representative of the variability of the free troposphere despite the influence of the surface. The air quality over Western Europe and its evolution since the 1980s have been portrayed through CO and ozone data from PAES and other French and European networks. Finally, associating observations during the PIC 2005 field campaign (June 13th - July 7th 2005 around the Pic du Midi) and modeling (Méso-NH) allows the understanding of the reversed diurnal cycle observed in climatologies from some high altitude stations. Specific study about the June 23th 2005 underlines the role of the transport at synoptic scale and of the boundary layer - free troposphere exchanges on the variability of air composition at high-altitude sites.
La thèse s'est inscrite dans le développement du service d'observation PAES (Pollution Atmosphérique à l'Échelle Synoptique), réseau de stations d'altitude, dédié à la mesure à long terme de l'ozone et de ses principaux précurseurs gazeux. La représentativité spatiale et temporelle a été évaluée grâce à l'analyse des données de surface comparées à des mesures aéroportées (MOZAIC) et satellitaires (MOPITT) ; les stations d'altitude s'avèrent capables de suivre les changements globaux de la composition de l'atmosphère et, dans une certaine mesure, sont représentatives de la variabilité de la troposphère libre malgré l'influence de la surface. Un bilan de la qualité de l'air en Europe de l'Ouest, depuis les années 1990 a été dressé à partir des données d'ozone et de CO de PAES et de différents réseaux français et européens. Enfin, l'analyse couplée des données d'observation obtenues pendant la campagne de terrain PIC 2005 (13 juin - 7 juillet 2005 autour du Pic du Midi) et de simulations (Méso-NH) a permis notamment de comprendre le cycle diurne inversé de l'ozone observé dans des climatologies issues de certaines stations d'altitude. Le rôle du transport à l'échelle synoptique et des échanges entre couche limite et troposphère libre sur la mesure en altitude a été montrée dans l'étude détaillée de l'épisode de pollution du 23 juin 2005.