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Soutenance de thèse : Mohammad EL AABARIBAOUNE : « Assimilation des luminances IASI dans un modèle de chimie transport pour la surveillance de l’ozone et des poussières désertiques »

  Lundi 30 mai 2022 à 10h00

  Thèses Cerfacs       Salle de conférences Jean-Claude André, CERFACS, Toulouse    

Lien you tube : https://youtu.be/Bsx2TSSeP4s

Résumé :

L’ozone et les poussières désertiques jouent un rôle crucial dans notre atmosphère nécessitant une surveillance continue. Cette surveillance est effectuée par le biais des observations et de la modélisation. Ces deux outils sont combinés par une approche appelée ‘assimilation de données’ visant à trouver un compromis optimal entre mesures et prévisions, qui décrit au mieux l’état de l’espèce surveillée. Les systèmes d’assimilation de données utilisent des produits dérivés des mesures satellitaires dans la bande spectrale de l’infrarouge pour améliorer les prévisions d’ozone issues des modèles. L’assimilation directe des luminances satellitaires a été adoptée récemment dans le cas de l’ozone pour palier à quelques problématiques rencontrées lors de l’utilisation des produits existants. L’objectif de ce travail est d’améliorer l’assimilation des luminances IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer) pour l’ozone puis les utiliser pour corriger conjointement l’ozone et les poussières désertiques, dans le but de tirer profit de la sensibilité du spectre mesuré par IASI aux deux espèces. Nous avons utilisé le modèle de chimie-transport MOCAGE, (MOdèle de Chimie Atmosphérique à Grande Échelle), un schéma d’assimilation 3D-VAR et 280 canaux de l’instrument IASI situés entre 980 et 1100 cm-1, déjà utilisés pour la restitution de l’ozone et des poussières désertiques dans des études précédentes. Nous avons investigué dans un premier temps les erreurs d’observation et leurs impact sur les analyses d’ozone. Nous avons constaté que la mise à jours des erreurs d’observation a amélioré considérablement les résultats d’assimilation de l’ozone sur une durée d’un mois en les comparant à des mesures obtenues par des instruments indépendants. Ensuite, la production d’analyses sur une période d’une année a été effectué dans le but d’évaluer la capacité de l’assimilation infrarouge IASI de reproduire la variabilité saisonnière de l’ozone troposphérique. Une validation avec des réanalyses et des simulations utilisant des schémas chimiques plus détaillés que la notre a montré que les mesures infrarouges apportent une plus-value pour les analyses d’ozone aussi sur des périodes longues. La deuxième partie de ce travail a été consacrée à l’inclusion des poussières désertiques dans le modèle de transfert radiatif et dans la variable de contrôle, permettant ainsi la correction des poussières modélisées de l’ozone. Les analyses de l’épaisseur optique de la totalité d’aérosols AOD (Aerosols Optical Depth) et des colonnes totales des poussières désertiques ont été évaluées. L’épaisseur optique a été comparée avec des instruments indépendants (MODIS et AERONET) en montrant un impact significatif et positif de l’assimilation infrarouge sur les champs de aérosols. En résumé, à travers ce travail, nous avons amélioré les analyses d’ozone existantes et produit pour la première fois des analyses de poussières désertiques en assimilant des observations satéllitaires dans l’infrarouge.

Jury :

Vincent  GUIDARD -INP – Directeur
Emanuele EMILI – CERFACS – Co-directeur
Valérie THOURET – UPS – Examinatrice
Isabelle CHIAPELLO – CNRS LILLE – Examinatrice
Solène TURQUETY – Sorbonne Université – Rapporteure
Gilles FORET – Paris Est Créteil Val de Marne Université – Rapporteur