Analyse de la classification des produits opérationnels (FCF)

Le "feature classification flag" (FCF) dérivé des produits opérationnels est aussi rap-porté dans les tableaux. Cette classification est définie à partir des amplitudes des coeffi-cients de rétrodiffusion à 532 nm, des pseudo color ratio et dépolarisation, ainsi que des altitudes et des zones où elles sont détectées ( [Liu et al.(2004)]). Ceci peut être comparé avec notre interprétation sur l’influence des sources sur ces couches d’aérosols. On peut voir un bon accord entre les deux pour les couches où nous supposons une contribution mixte entre les poussières désertiques et les émissions anthropiques asiatiques du nord-est de l’Asie et d’Europe orientale (couches en doré). La plus grande contradiction est pour les couches que nous considérons comme ayant été influencées par les feux de Sibérie alors que les produits opérationnels CALIOP suggèrent une contribution liée à des sources de poussières. L’analyse CALIOP accorde un poids important à la petite augmentation du δ₅₃₂ mais ne tient pas compte les nombreux épisodes de feux ayant eu lieu en avril 2008 en Sibérie.

Le FCF de CALIOP tente aussi de définir les couches rencontrées après plusieurs jours de transport à travers l’Arctique, comme de l’air clair continental alors que notre analyse montre une connection entre la partie polluée de l’Asie et la région scandinave. Ceci, montre la possible limite du FCF CALIOP pour attribuer de façon précise la nature de l’aérosol après plusieurs jours de transport, qui comporte une large baisse des coefficients de rétrodiffusion.

4.4 Conclusion

L’analyse détaillée de quatre vols (31 mars, les deux vols du 8 avril et le 11 avril) nous a permis d’étudier six couches d’aérosols correspondant à différentes zones sources et différentes contributions en aérosol dépolarisant. Dans les six cas étudiés, seul les vols du 8 et 11 avril possèdent des mesures in-situ clairement associées à des observations lidar. Les mesures du 8 et du 11 avril montrent une bonne corrélation entre les augmentations en CO dans les couches II, V et VI, ce qui indique une fraction significative de particules issue de feux de biomasse ou d’émissions anthropiques.

Les mesures in situ du spectre de taille des particules pour ces quatre couches, sont cohérentes avec les analyses lidar des pseudo color ratio. En effet, les spectres révèlent des particules de plus grosses tailles (50-350 nm) pour les couches IV et VI, ce qui est cohérent avec leurs plus grands pseudo colors ratio (0.15-0.2). Ceci confirme aussi la possibilité d’utilisation de ce paramètre pour caractériser l’aérosol.

La comparaison entre les données CALIOP et avion, au dessus de la région scandi-nave, montre un accord raisonnable pour les variations relatives du pseudo color ratio et du pseudo rapport de dépolarisation, compte tenu des incertitudes importantes sur les estimations CALIOP de ces paramètres (50-200%) et des décalages dans l’espace et le temps (deux heures et sur une bande en longitude/latitude de 500km par 800km). Néan-moins, ces résultats montrent que les données aérosol CALIOP peuvent être utilisés pour relier les mesures avions à une étude sur l’évolution des propriétés optiques des couches d’aérosol basée uniquement sur les donnée CALIOP.

Pour caractériser cette évolution des propriétés de l’aérosol, entre les zones sources (i.e. d’Asie, d’Europe centrale, d’Amérique du nord) et l’Arctique, le transport des différentes couches calculé par FLEXPART, a été combiné avec la position des orbites CALIPSO observées 4-5 jours avant les mesures aéroportées.

Nous avons vu au dessus de l’Asie, que les données CALIOP montrent :

– des pseudo dépolarisation >12% et des pseudo color ratio >0.5 pour la bande de latitude 40˚N-50˚N. Ces résultats sont cohérents avec un mélange de poussières dé-sertiques et de particules issues des émissions anthropiques pour le type (1).

– des pseudo color ratio de l’ordre de 0.3 et peu de dépolarisation, pour la bande de latitude 50˚N-60˚N, indiquent un rôle des émissions de panaches de feux de biomasse en Sibérie pour le type (2).

Ces deux types de masses d’air sont aussi observées au dessus de la scandinavie pour les couches VI-A et VI-B du lidar LNG. Cela signifie, que des signatures distinctes pour les trois sources d’aérosols (feux de biomasse, émissions industrielles et désertiques), sont toujours visibles après avoir été transportées à travers l’Arctique, avec en particulier, l’influence d’un mélange de pollution asiatique et de poussières désertiques pour la couche VI-A.

Au dessus de l’Europe de l’est, on observe un mélange de poussières désertiques pro-venant d’Asie centrale, de particules associées au feux agricoles et des émissions anthro-piques. Les données CALIOP montrent alors de la dépolarisation (∼11%) et des grandes

4.4. Conclusion valeurs de l’ordre de 0.3 et peu de dépolarisation. On retrouvera cs deux types de sources européennes au dessus de la Scandinavie avec les couches II et V du lidar LNG, qui corres-pondent à des émissions anthropiques européennes, alors que la couche IV, constitue un mélange de poussières désertiques, d’aérosols anthropiques et d’aérosols de combustions venant des longitudes > 30˚E.

Enfin, nous avons vu que des panaches séjournant plus de 6 jours au dessus de l’Arc-tique, influencent aussi la troposphère scandinave à cette période de l’année (couche I et III). Ces masses d’air possèdent des valeurs intermédiaires de pseudo color ratio autour de 0.3 et présentent peu de dépolarisation. Notons que les valeurs observées, par CA-LIOP pour les sources anthropiques d’Amérique du nord sont plus faibles (CR*∼0.2, δ₅₃₂ ∼0.05). Cela traduit le rôle des émissions asiatiques dans ces panaches âgés. L’évolution temporelle des propriétés optiques de l’aérosol par CALIOP, entre les régions sources et la Scandinavie après 4-5 jours de transport au dessus de l’Arctique, suggèrent une diminu-tion du β₅₃₂ et des rapports de dépolarisation mais il n’est pas possible avec ces données de distinguer le rôle respectif du mélange de plusieurs sources, diluant le rôle des gros aérosols et de l’élimination des grosses particules .

Le tableau 8 récapitule les propriétés optiques des couches d’aérosols observées par CALIOP pour les 7 sources identifiées. Le rôle du transport frontal semble permettre autant le grossissement de l’aérosol que de permettre l’élimination des grosses particules.

Source Origine Transport β532 CR* δ532

Frontal 10⁻⁴km⁻¹sr⁻¹

Anthropique Asie intense 32±9 0.35±0.22 0.07±0.07

US faible 15±5 0.20±0.30 0.05±0.04

Europe Ouest intense 31±28 0.32±0.31 0.06±0.06

Feux Asie faible 13±2 0.25±0.15 0.08±0.07

Feux+Anthropique Europe Est modéré 25±8 0.31±0.47 0.04±0.04

Poussières+Anthropique Asie intense 32±9 0.66±0.31 0.12±0.17 Feux+Poussières+Anthropique Europe Est modéré 31±44 0.39±0.22 0.11±0.14

Table 8 – Valeurs moyennes des propriétés optiques des couches d’aérosols observées par CALIOP pour les 7 études lagrangiennes en fonction de leurs origines et des sources.

Chapitre 5

Transport vers l’Arctique des émissions

des feux en Russie pendant l’été 2010.

5.1 Introduction.

Les résultats du chapitre 3 ont montré l’importance des émissions en Eurasie sur la composition de la troposphère arctique. Nous avons donc décidé d’étudier les incendies ayant eu lieu en Russie pendant l’été 2010 en utilisant les observations spatiales du lidar CALIOP pour caractériser l’extension horizontale et verticale des panaches d’aérosols sur l’ensemble de la période des feux. Des simulations avec le modèle de transport FLEX-PART, nous a permis de déterminer le transport de ces feux vers le nord. Les propriétés optiques des feux sont comparées aux résultats obtenus sur les feux de printemps 2008.