La campagne intensive CHARMEX s’est déroulée entre le 3 Juillet et le 12 Août 2013. Le Tableau 4-8 dresse un bilan des observations de FNP durant cette période depuis les deux sites au sol et à bord de l’ATR-42.
Tableau 4-8 Bilan concernant la détection de la FNP aux différents sites durant CHARMEX. L’intensité des évènements au sol est indiquée par l’échelle de couleur. L’absence de mesures aéroportées est indiquée par un « - ». JUILLET 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Corse AIS SMPS Majorque SMPS ATR - - - - JUILLET 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Corse AIS SMPS Majorque SMPS ATR - - - - - AOUT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Corse AIS SMPS Majorque SMPS ATR - - - -
FNP observée depuis l’ATR-42
Evènement de FNP de très faible intensité observé au sol Evènement de FNP de faible intensité observé au sol Evènement de FNP d’intensité moyenne observé au sol Evènement de FNP de faible intensité observé au sol Croissance des particules observée au sol
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Durant la campagne, trois périodes principales de FNP ont été détectées, avec des évènements observés depuis un ou plusieurs sites le même jour: la premiere période a eu lieu entre le 4 et le 9 Juillet, la seconde entre le 27 Juillet et le 03 Août et la dernière entre le 09 et le 12 Août. La Figure 4-20 représente, pour l’ensemble de la campagne, les spectres dimensionnels des particules mesurés par SMPS aux stations de Ersa et Cap Es Pinar, sur lesquels il est possible de visualiser ces épisodes de FNP.
La première période s’étend sur six jours, durant lesquels quatre évènements de FNP sont observés à Ersa et deux à Cap Es Pinar, sur des dates comunes. On notera que l’ATR-42 n’a pas effectué de vols durant ces jours. Les deux évènements détectés à Cap Es Pinar, de forte intensité, ont lieu en début de période et sont suivis de quatre jours durant lesquels on observe la croissance des particules formées lors des jours précédents. A Ersa, les évènements de FNP sont détectés à la fois par l’AIS et par le SMPS et sont globalement peu intenses, à l’exception de l’évènement du 05 Juillet, également observé à Cap Es Pinar.
La Figure 4-21 représente les retrotrajectoires des masses d’air (calculées sur 72h à l’aide du modèle HYSPLIT) ayant atteint les deux stations au sol entre le 02 et le 09 Juillet, première période de FNP. On observe que pour les jours de FNP communs aux deux sites
Figure 4-21 Rétro trajectoires des masses d’air ayant atteint les deux sites de mesure au cours de la première période de FNP observée entre le 04 et le 09 Juillet.
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(04 et 05 Juillet), Cap Es Pinar et Ersa sont globalement sous l’influence de masses d’air de nord-ouest, plutôt locales à la station Corse. L’évènement du 06 Juillet à Ersa est également détecté dans une masse d’air locale de nord - nord-ouest, tandis que l’évènement observé en fin de période (09 Juillet) se déroule dans une masse d’air de nord-est qui semble être moins locale. Dans le même temps, à Cap Es Pinar, les masses d’air deviennent progressivement plus locales, avec une origine de nord (06 au 08 Juillet), qui tourne finalement à l’est en fin de période, avec un caractère local moins marqué (09 Juillet).
La seconde période, la plus longue, s’étend sur huit jours entre le 27 Juillet et le 03 Août. Durant cette période, on observe cinq évènements de FNP à Ersa, détectés à la fois par l’AIS et par le SMPS, et un évènement détecté seulement par l’AIS. A Cap Es Pinar, seuls deux évènements sont détectés, dont l’un est également observé à Ersa (29 Juillet). L’ensemble de ces évènements sont d’intensité relativement élevée aux deux sites. Six vols ont également été réalisés par l’ATR-42 durant cette période, parmi lesquels les vols 49 (27 Juillet), 51 (30 Juillet) et 52 (1er Août) qui présentent des indications de FNP. On notera que parmi ces trois dates, deux correspondent à des évènements détectés à Ersa (30 Juillet et 1er
Août).
Figure 4-22 Rétro trajectoires des masses d’air ayant atteint les deux sites de mesure au cours de la deuxième période de FNP observé entre le 27 Juillet et le 03 Août.
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Concernant l’origine des masses d’air échantillonnées aux deux stations au sol, il apparait qu’elle est très variable (Figure 4-22). Le 29 Juillet, où la FNP est détectée sur les deux sites, les masses d’air qui arrivent à Ersa sont de sud, après avoir été d’ouest, et sont plutôt locales; à Cap Es Pinar, ce sont des masses d’air d’ouest, qui étaient au préalable d’est. Les autres évènements de FNP à Ersa sont détectés dans des masses d’air de nord – nord-ouest, plutôt locales; au contraire, les évènements visibles seulement à Cap Es Pinar sont détectés dans des masses d’air d’ouest.
La dernière période, la plus courte, s’étend sur quatre jours entre le 09 et le 12 Août. Des évènements de FNP d’intensité variable sont détectés tous les jours à Ersa alors qu’à Cap Es Pinar on observe un évènement d’intensité moyenne le premier jour, suivi d’un processus de croissance des particules formées sur le reste de la période.
L’évènement de FNP commun aux deux sites est observé dans une masse d’air de sud à Ersa et une masse d’air de nord-ouest à Cap Es Pinar (Figure 4-23). Durant les jours suivants, les masses d’air ont une origine qui tourne vers le nord – nord-ouest à Ersa ; à Majorque les masses d’air sont de nord-ouest jusqu’au 11 Juillet 00h00 UTC, puis elles sont ensuite locales de sud.
Cette première analyse globale suggère que le bassin Méditerranéen est le siège d’évènements de FNP régionaux, observés au niveau des deux stations de Ersa et Cap Es Pinar distantes de 620 km. Toutefois, il semblerait que ces évènements communs aux deux stations soient détectés dans des masses d’air d’origines différentes. On peut ainsi se poser la question du lien qui existe entre ces évènements. Afin d’apporter des éléments de réponse, nous allons, dans la suite de ce paragraphe, nous focaliser sur trois évènements détectés aux deux stations (05 Juillet, 29 Juillet et 09 Août) et étudier leurs caractéristiques aux deux sites. Nous nous intéresserons en particulier à l’évolution temporelle des paramètres du mode nucléation visible sur le SMPS. Toutefois, en préambule à cette étude, nous allons d’abord analyser les évènements de FNP détectés simultanément à bord de l’ATR-42 et depuis Ersa afin d’obtenir des éléments d’information quant à l’origine des particules présentes dans le
Figure 4-23 Rétro trajectoires des masses d’air ayant atteint les deux sites de mesure au cours de la troisième période de FNP observé entre le 09 et le 12 Août.
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mode nucléation en basse altitude, informations qui étaient manquantes dans la base de données de HYMEX.
III.3.c. Etude des évènements de FNP détectés simultanément depuis l’ATR-42 et à