R´esultats

Validit´e du traitement des perturbations

Outre les variations d’opacit´e nuageuse qui affectent l’int´egralit´e de la fenˆetre `a 2, 3 µm, la bande spectrale d’OCS subit une forte perturbation de la part de la vapeur d’eau comme en t´emoigne la figure 7.8. Les effets de traitements plus ou moins pouss´es de ces perturbations sur les observations du 13 aoˆut 2004, choisies pour leur qualit´e, font l’objet de la figure 9.10. – Tout d’abord, la prise en compte d´etaill´ee de l’opacit´e nuageuse conduit `a des effets similaires `a ceux observ´es pour la vapeur d’eau, avec une influence plus marqu´ee dans 6

Ce serait exact pour une pression ´evoluant de fa¸con exponentielle avec l’altitude, ce qui est v´erifi´e de fa¸con satisfaisante pour un intervalle vertical de quelques kilom`etres de haut.

92 CHAPITRE 9. VARIATIONS DES ABONDANCES

Fig. 9.10 – `A gauche : Variations latitudinales de l’abondance en sulfure de carbonyle le long

de la position 3 le 13 aoˆut 2004 sans tenir compte des variations en eau (noir) et en en tenant compte (gris) ; `a droite : Variations en OCS retrouv´ees `a partir des mˆemes spectres, mais en

tenant compte (gris) ou non (noir) des variations d’opacit´e nuageuse.

les r´egions de faible opacit´e. De la mˆeme mani`ere, ceci est le r´esultat de l’interf´erence entre les effets directs de la prise en compte de l’opacit´e nuageuse sur la bande d’OCS, et les effets indirects de cette prise en compte sur l’estimation de l’abondance en eau7. En tout cas, la perturbation caus´ee par les variations d’opacit´e nuageuse n’exc`ede jamais l’´etendue de la barre d’erreur, ce qui n’´etait pas toujours le cas pour la vapeur d’eau. – La prise en compte des variations en vapeur d’eau a au contraire pour effet principal et

majeur un enrichissement global en OCS sans alt´erer toutefois les variations en valeur absolue. Cela se comprend ais´ement : la teneur en vapeur d’eau est fix´ee `a 30 ppm dans la zone sond´ee dans le cas simplifi´e, or nos mesures de vapeur d’eau donnent plutˆot 24 ± 2 ppm pour l’int´egralit´e de la s´erie de spectres du 13 aoˆut, sans variations latitudinales marqu´ees. Cela conduit donc `a r´eestimer l’abondance en OCS de fa¸con quasi-uniforme en latitude `a environ 1 ppm suppl´ementaire. La signification physique de cette translation est assez contre-intuitive, car on s’attendrait plutˆot `a ce qu’en fixant l’abondance en eau aux 30 ppm nominaux plutˆot qu’autour de 24, le surplus d’absorption par l’eau devrait se voir compens´e dans notre algorithme par une diminution de l’abondance en OCS. Cet effet, dˆu `a la libert´e laiss´ee dans l’algorithme pour ajuster finement les spectres synth´etiques sur le spectre observ´e, montre la difficult´e de contraindre le profil en OCS : tout d’abord, la m´econnaissance de l’absorption continue de CO2empˆeche de se r´ef´erer `a la partie du spectre non soumise aux influences des autres gaz, situ´ee `a l’autre extr´emit´e du spectre – et ainsi de contraindre le facteur d’homoth´etie entre spectre synth´etique et spectre observ´e ; ensuite, la prise en compte des variations en vapeur d’eau, et `a travers celle-ci celles des variations en CO, d´egrade la pr´ecision des estimations de fa¸con significative.

La figure 9.11 confirme le caract`ere ´etrange du comportement de nos m´ethodes sur le cas d’OCS : alors que l’on s’attendrait `a une am´elioration de l’accord avec la prise en compte de l’abondance en vapeur d’eau mesur´ee pr´ec´edemment, c’est le contraire qui se produit. Cepen- dant, dans un cas comme d’ans l’autre, la diff´erence importante entre th´eorie et exp´erience entre 2, 41 et 2, 42 µm – soit sur une partie ´etendue de la bande de OCS – montre qu’un ajustement du gradient vertical en OCS s’av`erera sans doute n´ecessaire pour parvenir `a un bon accord entre th´eorie et observations. Il nous conforte en tout cas dans l’id´ee qu’il faut rester tr`es prudents quant aux conclusions que nous pouvons tirer concernant OCS avec un

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9.3. SULFURE DE CARBONYLE (OCS) 93

Fig. 9.11 – `A gauche : Spectre observ´e le 13 aoˆut 2004 le long de la position 3 vers 30˚S (noir) et sa meilleure repr´esentation synth´etique (rouge) sur l’intervalle choisi avec qH2O= 24 ppm ;

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a droite : idem, mais en fixant l’eau `a l’abondance nominale.

algorithme r´eduisant la libert´e du profil vertical `a un seul param`etre. Ce d´efaut a fourni la principale motivation pour le d´eveloppement des algorithmes expos´es au chapitre suivant, capables de g´erer simultan´ement une abondance et un gradient vertical.

Variabilit´e du profil en OCS

Compte tenu des remarques pr´ec´edentes, la figure 9.12 pr´esente les variations d’abondance en OCS d´eduites des spectres correspondants apr`es prise en compte des variations d’opacit´e nuageuse et vapeur d’eau. Le seul trait marquant sur les quatre s´eries longitudinales est un appauvrissement relatif8 aux latitudes moyennes m´eridionales, au moins pour les observations de meilleure qualit´e obtenues en 2004, ainsi qu’un appauvrissement analogue dans l’h´emisph`ere nord sur les observations de 2003 et 2004. Les variations constat´ees, si elles sont confirm´ees, seraient tr`es importantes en valeur relative, pouvant d´epasser les 50 % sur nos donn´ees les plus fiables de 2004 ; cela se con¸coit ais´ement puisqu’une translation mˆeme minime du profil vertical (moins d’un kilom`etre) a dans la zone de d´ecroissance des r´epercussions importantes sur l’abondance en OCS. Notons d`es maintenant que ces zones appauvries en OCS correspondent dans les deux cas aux zones enrichies en CO, et ce bien que les bandes d’absorption des deux compos´es soient essentiellement disjointes.

Une r´eserve suppl´ementaire `a l’´egard de tout r´esultat quantitatif apparaˆıt en outre : la valeur du gradient vertical en sulfure de carbonyle, extrˆemement ´elev´ee en valeur relative dans la zone sond´ee, rend la notion mˆeme d’abondance moyenne au sein des couches atmosph´eriques sond´ees beaucoup moins pertinente que pour CO ou la vapeur d’eau. Aussi, de mani`ere encore plus criante que pr´ec´edemment, l’int´erˆet de notre algorithme r´eside bien davantage dans la d´etermination des variations spatiales de l’abondance en OCS plutˆot que dans sa mesure moyenne globale. C’est pourquoi nous nous sommes concentr´es sur les conclusions qualitatives de cette m´ethode plutˆot que sur les quantitatives ; cette lacune est combl´ee dans le chapitre consacr´e aux d´eterminations coupl´ees des gradients verticaux et des abondances, ce qui s’est av´er´e mieux adapt´e pour le cas du sulfure de carbonyle.

En cons´equence, la seule d´eduction que nous pouvons formuler `a ce stade concernant l’´evolution latitudinale du profil vertical de OCS est que, sous r´eserve de confirmation par

des m´ethodes plus avanc´ees, une anti-corr´elation entre les abondances du monoxyde de car-

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en fait, un abaissement de l’altitude de rupture de pente du profil vertical en OCS, compte tenu de l’hypoth`ese faite pr´ec´edemment.

94 CHAPITRE 9. VARIATIONS DES ABONDANCES

Fig. 9.12 – `A gauche : Variations latitudinales de l’abondance en sulfure de carbonyle le long

des positions 3 (noir) et 4 (gris) le 13 aoˆut 2004 ; `a droite : variations latitudinales de OCS le

long des positions 2 et 3 le 9 f´evrier 2003.

bone et du sulfure de carbonyle apparaˆıt, notamment dans l’h´emisph`ere sud en 2004 et dans l’h´emisph`ere nord en 2003.