Conclusions et perspectives

L’étude sur l’O3R présentée dans l’article a montré que de fortes concentrations d’O3 dans

l’UT au–dessus de la mer d’Arabie pouvaient avoir d’autres origines que le stratosphere to tro- posphere exchange qui avait été mis en avant dans les études liées au programme INDOEX (Zachariasse et al., 2000, 2001;Chatfield et al.,2007). Le transport depuis l’Afrique avait déjà été montré comme source d’enrichissement en O3 dans la MT au–dessus de l’Océan Indien par

De Laat(2002) pour les feux de biomasse. La présente étude favorise la source de NOx par les éclairs dans la convection continentale au–dessus du continent africain comme la source la plus importante pour la production d’O3 à l’origine de l’O3R. Le fait que le canal de sud–ouest qui

transporte les masses d’air impactées par les éclairs africains au–dessus de la mer d’Arabie se forme suite à une forte activité des ondes de Rossby dans les deux hémisphères, a conduit un des relecteurs de l’article à discuter cette origine et à proposer le stratosphere to troposphere ex- change inter–hémisphérique comme plus probable en s’appuyant sur l’étude deZachariasse et al.

(2001). Pour démontrer que cette hypothèse est erronée, une analyse plus fine des champs de PV et de vents pendant la période de l’O3R est réalisée. Malgré la forte activité ondulatoire, les masses d’air ne pénètrent jamais assez profondément dans les tropiques et les simulations lagran- giennes en rétro–plume étendues à 20 jours et jusqu’à 15 km montrent que, en ce qui concerne l’UTLS, les masses d’air de l’O3R ont pour origine l’UT de l’Afrique tropicale dans laquelle la principale source d’O3sont les LiNOx. La présence de fortes concentrations de CO et l’humidité

relative très élevée confirment l’absence de grande quantité d’air d’origine stratosphérique dans l’O3R.

La question se pose ensuite de la fréquence de ces épisodes dans la haute troposphère de l’Océan Indien. Une estimation de l’occurrence de ces épisodes est fournie par les anomalies d’O3IASI à

l’équateur conjointement avec l’activité ondulatoire du JOS nord au travers des vents méridiens et du tourbillon potentiel. Bien que des enrichissements d’O3aient lieu chaque année au–dessus

de l’Océan Indien équatorial, seul un évènement présente une activité corrélative des ondes de Rossby importante en octobre 2009. Cet évènement présente de nombreuses similitudes avec l’O3R avec la formation d’un canal de sud–ouest mais est caractérisé par une activité ondu- latoire du JOS plus importante au sud qu’au nord et un enrichissement en O3 au–dessus du

sud–ouest de l’Océan Indien lié à une intrusion stratosphérique.

En terme de perspectives, les anomalies d’O3 IASI pourraient être utilisées dans la partie sud de

l’Océan Indien en combinaison avec l’activité du JOS sud pour caractériser l’impact du transport de masses d’air africaines sur l’Océan Indien et compléter l’étude deZhang et al.(2012). Il fau- drait aussi étudier la saison suivante, ciblée par INDOEX pour déterminer si les LiNOx africains

Section 4.5 – Discussions et perspectives

n’ont pas aussi un rôle dans les enrichissements d’O3 au printemps. En ce qui concerne la mo-

délisation, le logiciel IAGOS–FLEXPART–ECCAD développé au LA et qui combine simulations lagrangiennes et inventaires d’émissions pour déterminer l’origine des panaches observés le long des vols IAGOS est un outil pertinent pour étudier systématiquement l’origine des enrichisse- ments en O3 et CO au–dessus de la mer d’Arabie. Les nouveaux avions IAGOS effectuant les

liaisons Asie de l’Est–Moyen Orient permettront aussi de mieux documenter cette région. Enfin, en ce qui concerne Méso-NH, la simulation effectuée pour étudier l’O3R a montré que les LiNOx simulés coïncidaient avec les pics d’O3 observés par MOZAIC à haute résolution. Cette simula-

tion reproduit aussi le transport de pollution anthropique par la tempête tropicale Nisha. Ces résultats très encourageants montrent l’intérêt d’une modélisation haute résolution pour étudier la chimie tropicale. Néanmoins, l’utilisation de traceurs passifs mimant les précurseurs d’O3 ne

permet pas de déterminer de manière univoque l’origine de l’enrichissement en O3observé. L’ac-

tivation de la chimie dans Méso-NH permettra de caractériser l’impact des différentes sources de précurseurs sur les distributions d’O3.

Section 4.5 – Discussions et perspectives

Figure 4.14 – Distributions journalières du tourbillon potentiel (PV) et des vents horizontaux issues des analyses ECMWF à 200 hPa pour la période du 13/10/2009 au 21/10/2009

Chapitre 5

Transport et transformation de la

pollution par la convection nuageuse

profonde pendant la mousson asiatique

5.1

Introduction

Pendant la période de la mousson asiatique, la pollution de la couche limite est soulevée dans l’UTLS où elle est confinée dans l’AMA, engendrant des anomalies de gaz traces (Chapitre2). Ce processus conduit à l’enrichissement en polluants tels que CO (Park et al.,2007), le cyanure d’hydrogène (HCN) (Randel et al., 2010) et des particules (Vernier et al., 2011) observés par les satellites dans l’AMA jusqu’à 100 hPa. Les études qui ont discuté ces anomalies de concen- trations, se sont penchées sur l’origine des polluants et les processus privilégiés de transport de la couche limite vers l’UTLS. La première question est en effet de savoir si le transport jusqu’à 100 hPa est principalement un transport lent par chauffage diabatique ou un transport rapide et sporadique par les mouvements ascendants associées aux systèmes convectifs. L’autre question reliée à la précédente est de connaître l’origine des masses d’air qui pénètrent jusqu’à la basse stratosphère pendant la mousson. Pour certains, ces masses d’air proviennent de la région de la mousson (Inde et golfe du Bengale,Park et al.(2007, 2009)) alors que pour d’autres (Fu et al.,

2006; Heath and Fuelberg, 2013) elles proviennent de la convection profonde qui a lieu sur le plateau tibétain. En ce qui concerne les polluants, il faut cependant une conjonction entre la zone de soulèvement et une couche limite polluée ce qui n’est pas le cas du plateau tibétain. L’étude deBergman et al.(2013) montre que le chemin de transport privilégié de la couche limite vers l’AMA serait un “conduit” qui se situe à cheval sur la pente sud de l’Himalaya au niveau du Né- pal et sur le plateau tibétain, régions caractérisées par des systèmes convectifs nuageux profonds d’aprèsHouze et al. (2007).

De nombreuses études ont utilisé des modèles de chimie atmosphérique pour étudier ces ques- tions. Les modèles de chimie de transport (Li et al.,2005; Park et al.,2009) ont des résolutions de l’ordre de 200 km, beaucoup trop faibles pour reproduire les systèmes convectifs. Kumar