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Carnet de campagne MAGIC2019

La campagne MAGIC2019 a lieu du 11 au 21 juin 2019. Elle couvre une grande partie de la France métropolitaine et relie 3 sites instrumentés : Aire-sur-l’Adour (site CNES), Trainou-Orléans (site ICOS/TCCON) et Puy-de-Dôme (site ICOS). MAGIC2019 vise essentiellement à mieux comprendre l'échange vertical de gaz à effet de serre le long de la colonne atmosphérique, en relation avec le transport atmosphérique, les sources et les puits de gaz à la surface et dans l'atmosphère  et à contribuer à la préparation et à la validation des missions spatiales dédiées à la surveillance des gaz à effet de serre, en particulier Merlin , MicroCarb et IASI-NG .



Mardi 11 juin

Mercredi 12 juin

Jeudi 13 juin

Vendredi 14 juin

Samedi 15 juin

Dimanche 16 juin

Lundi 17 juin

Mardi 18 juin

Mercredi 19 juin

Jeudi 20 juin

Vendredi 21 juin




Mardi 11 juin

Beaucoup de nuages cette semaine ! Les équipes se mettent en place, en attendant le beau temps sur les différentes zones de la campagne.


Cartes météo du 12 juin mises en place par AERIS pour l’aide à la décision : température et vent (gauche) et radiances visibles de MSG (droite). Les 3 stations sol de la campagne sont indiquées : Aire-sur-l’Adour (violet), Trainou (vert), CO-PDD (bleu). Sont également indiquées les traces au sol (nadir) des observations IASI/Metop-C (blanc) et TROPOMI/Sentinel5-P (gris).


Les derniers tests des instruments à bord du Falcon20 de SAFIRE sont menés. Tout est prêt !


Le Falcon20 de SAFIRE, prêt pour l’aventure MAGIC2019


Instruments à bord du Falcon20 de SAFIRE : analyseurs Picarro et bonbonne de gaz target, lidar nuages/aérosols, instrument SPIRIT



Mercredi 12 juin

Du côté de Trainou, trois lâchers d’AirCore, échantillonneurs atmosphériques sous ballons météorologiques, sont réalisés. Pas moins de 5 équipes européennes et une américaine sont réunies pour réaliser des comparaisons entre ces instruments dans le cadre du projet européen RINGO.


Préparation des 3 ballons météorologiques embarquant des AirCore pour un lâcher simultané à Trainou



Jeudi 13 juin

Première journée intensive, avec l’entrée en piste du Falcon20 de SAFIRE, des lâchers de ballons légers dilatables à la station ballons du CNES d’Aire-sur-l’Adour (ASA) et des mesures des spectromètres à transformée de Fourrier EM27/SUN du CNES et CHRIS du LOA.


La journée est consacrée à des mesures intensives autour d’ASA : 3h30 de vol dans un rayon de 15 nœuds nautique autour de la station, avec 4 montées/descentes du Falcon entre 0 et 11 km d’altitude. Objectif : mesurer la variabilité spatio-temporelle des profils de température, humidité, CO2, CH4 et CO.


Trajectoire du Falcon20 de SAFIRE de sa base à Francazal à la station du CNES d’Aire-sur-l’Adour


Illustration des profils verticaux effectués par le Falcon20 : Altitude en fonction de la latitude


Vue depuis le Falcon20 de SAFIRE : à gauche lors du passage au point haut (10,5 km d’altitude) au-dessus d’ASA ; à droite lors du passage au point bas (30m) avec vue sur le hangar de préparation des ballons


Le Falcon est équipé de 2 analyseurs Picarro et de l’instrument SPIRIT du LPC2E pour la mesure du CO2, du CH4, du CO et du NO2.


Instrument SPIRIT du LPC2E durant le vol du Falcon20 de SAFIRE


Un lidar nuages/aérosols vient compléter le dispositif … et permet une vue rare : le paysage défilant sous l’avion à travers le hublot au sol situé à l’avant de l’avion !


Vue du paysage sous le Falcon20 de SAFIRE via le hublot situé sous le lidar nuages/aérosols


Simultanément, 3 AirCore du LMD, 2 Amulse du GSMA et 3 Radiosondes sont lâchés sous Ballons Légers Dilatables par les équipes du CNES depuis le terrain d’ASA. La chasse aux charges utiles par les équipes intégrées CNES-LERMA-LMD est lancée ! L’objectif : ramener les AirCore à ASA en moins de 3h pour analyser rapidement les carottes d’air capturées par l’instrument.


Lâcher d’un Amulse sous ballon léger dilatable à ASA devant l’EM27/SUN du CNES


Pendant ce temps, un Amulse fait des siennes… en restant accroché en haut d’un arbre !


Un spectromètre à diodes lasers Amulse… accroché au haut d’un arbre


Au final, une journée bien remplie mais parfaitement réussie, avec 100% des mesures réalisées, une coordination entre les équipes parfaite et beaucoup de bonne humeur !



Vendredi 14 juin

Un détour du côté de Plaimpied-Givaudins à proximité de Bourges où une équipe du LMD opère l’un des deux EM27/SUN du LSCE. L’équipe s’installe confortablement le matin.



Les premiers cirrus de la journée laissent entrevoir un ciel d’un bleu éclatant… mais le ciel se couvre dans l’après-midi et les mesures doivent s’interrompre.



L’occasion d’aller visiter le soir la cathédrale Saint-Étienne de Bourges construite entre la fin du XIIème et la fin du XIIIème siècle.


Cathédrale de Bourges


Samedi 15 juin

Décidément beaucoup de nuages en ce mois de juin, et des vents trop forts qui emportent les ballons trop loin ou dans des zones non autorisées… L’heure est au bilan de ces premières journées. La moisson de données est déjà excellente et l’équipe garde le sourire !


Briefing du matin à Aire-sur-l’Adour


Dimanche 16 juin

Gros plan aujourd’hui sur les mesures au CO-PDD, avec l’EM27/Sun du KIT opéré par une équipe du LERMA depuis le toit de l’OPGC à Aubière. Une belle vue sur le Puy de Dôme !


EM27/SUN sur le toit de l’Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand


L'EM27/SUN est un spectromètre à transformée de Fourier portable, équipé́ d'un héliostat piloté par une caméra qui va renvoyer le rayonnement solaire dans le spectromètre avec une direction constante. Sa résolution spectrale de 0,5 cm-1 permet de résoudre les raies des composés minoritaires de l'atmosphère et d’en déduire leurs concentrations moyennes dans l’atmosphère.


Spectre enregistré vers midi par l’EM27/SUN installé à l’OPGC



Lundi 17 juin

Aujourd’hui marque le premier jour de lachers simultannée de ballons météorologiques depuis nos 3 sites : ASA (2 Amulse et 1 AirCore), TRN (6 AirCores, par paquet de 3) et CO-PDD (1 AirCore).


C’est aussi le 1er vol du nouvel instrument Amulse bi-gaz CH4/H2O du GSMA, lancé en compagnie de l’Amulse bi-gaz CO2/CH4 pour comparaison. Bienvenue au nouveau membre de la famille !


Présentation des 3 instruments Amulse, incluant le nouvel Amulse CH4/H2O avant son 1er vol depuis ASA


In fine, une journée bucolique avec la recuperation des charges utiles dans les bois, au milieu des vignes, dans les champs de blé ou de colza…


Récupération d’un AirCore du LMD par les équipe du CNES dans un champ situé à 30 km du site de lacher d’ASA, le 17 juin 2019



Mardi 18 juin

Aujourd’hui est LE jour MAGIC, celui où tous les sites vont être reliés par le vol ‘Tour de France’ du Falcon20 de SAFIRE. Toutes les équipes sont engagées dans un tour de force : réaliser des mesures coordonnées entre les spirales du Falcon20, les profilages des ballons, les mesures de colonnes totales depuis le sol et les passages satellites !!


Le 1er ballon est lancé depuis ASA à 7h30 : un AirCore dont la descente est prévue 2 heures plus tard pour coïncider avec le passage du Falcon20.


Le Falcon20 décolle de l’aéroport de Toulouse-Frankazal à 8h45 et arrive 20mn plus tard sur ASA. Quelques nuages sur le parcours qui se dissipent progressivement. Et c’est parti pour la première chandelle de la journée entre 4km-50m-11km ! A 11 km, 2 dropsondes sont lachées depuis le Falcon20 pour mesure les profils de température, vapeur d’eau et vent sous l’avion.


Dans le cockpit du Falcon20 de SAFIRE. Paré pour le décollage !


A 9h30, un Amulse est laché depuis ASA afin de réaliser des mesures simultannées de CO2 Puis 2 AirCore et 1 Amulse sont lachés à 11h15 et 14h00 pour réaliser des mesures de profils de concentrations atmosphériques de CO2, CH4, CO, H2O et de température, au passage des satellites IASI/Metop-C et TROPOMI/Sentinel-5P.


 

Pendant ce temps, le Falcon20 continue sa route vers l’océan et quitte la terre au-dessus d’Arcachon. Une magnifique vue sur la Dune du Pilat depuis le hublot situé sous le lidar nuages/aérosols… Et c’est le début d’une nouvelle chandelle de 1km à 100m au-dessus de l’océan, et le acher de 4 nouvelles dropsondes.


Vue sur la Dune du Pilat depuis le hublot situé sous le lidar du Falcon20 de SAFIRE


Trajectoire du Falcon20 flight autour du point maritime. Les points de lâcher des dropsondes sont indiqués par les cercles bleus.


C’est l’heure de se diriger vers Trainou du côté d’Orléans. Un vol de 30mn qui permet de préparer les prochains lâchers de dropsondes en les allumant, les calibrant… et en s’assurant que les points de contact SAFIRE sont bien écrit sur les dropsondes au cas où quelqu’un les trouverait.


Préparation des dropsondes à bord du Falcon20


Au-dessus de Trainou, une percée dans les nuages permet d’obtenir quelques rayons de sol et de réaliser une nouvelle chandelle au-dessus de la base militaire de Bricy. Un grand merci aux militaires pour nous avoir permis de réaliser ici notre vol scientifique.


C’est le temps de l’escale à l’aéroport de Chateauroux, pour refaire les réserves… de l’avion et de l’équipage !


Durant l’escale, 2 AirCore sont lâchés depuis la station CO-PDD en préparation de l’arrivée du Falcon20 2 heures plus tard.


A Chateauroux, après une pause de 1h30, les moteurs sont rallumés, et c’est parti pour une 2e chandelle au-dessus de la base de Bricy, avant de partir vers Clermont-Ferrand. Le ciel est malheureusement complètement couvert… mais une trouée se fait jour et illumine le Puy-de-Dôme et la Chaîne des Puys le temps du passage du Falcon2-. Après le lacher de 4 nouvelles dropsondes, le Falcon20 quitte la zone, direction ASA, afin de compléter son tour de France.


Et là, sur la route vers ASA, un évènement inattendu et magique arrive : nous sommes « escortés » par un Rafale. Durant 8 minutes, les 2 avions volent côte-à-côte. L’occasion de beaucoup de mouvements de bras, de prises de photos… et l’oubli complet du suivi des instruments de mesure !


Vue depuis un hublot arrière du Rafale « escortant » le Falcon20 de SAFIRE


Après un dernier battement d’ailes en guise d’au-revoir, le Rafale s’éloigne du Falcon20 qui arrive 10mn plus tard au-dessus de la station d’Aire-sur-l’Adour, au moment exact où le dernier ballon est lâché.


Après une dernière chandelle et le lacher de 4 dropsondes aux 4 points cardinaux, le Falcon20 repart vers sa base et atterrit à 16h45.


Pendant ce temps, les équipes localisées à ASA, TRN et CO-PDD poursuivent leur chasse aux AirCore et Amulse lachés durant la journée.


Trajectoire du Falcon20 de SAFIRE le 18 juin dans le cadre de la campagne MAGOC2019


En résumé, cette journée du 18 juin a été un vrai succès avec un tour de France réussi, une synchronisation parfaite entre le Falcon20, les ballons et les satellites, 26 dropsondes lâchées depuis le Falcon20, 14 ballons météorologiques lâchées et plus de mille spectres mesurés par les spectromètres à transformée de Fourier. Une journée MAGIC-que en effet !



Mercredi 19 juin

Les lachers d’AirCore et d’Amulse se poursuivent sur les 3 sites.


Trois AirCore du LMD dans les locaux d’Aire-sur-l’Adour avant integration dans les chaines de vol ©


Pendant ce temps, les mesures par spectrométrie infrarouge se poursuivent depuis le sol. A ASA, les deux spectromètres EM27/Sun du CNES et CHRIS du LOA sont déployés.


Près de Bourges, une nouvelle équipe du LMD arrive pour prendre en charge les mesures de l’EM27/SUN sous un soleil de plomb… qui se voile dans l’après-midi.


L’équipe LMD opérant le spectromètre EM27/SUN du LSCE près de Bourges le 19 juin 2019



Jeudi 20 juin

Les lâchers de ballons se poursuivent sur les 3 sites, en particulier depuis le toit des batiments de l’OPGC près de Clermont-Ferrand. La récupération des instruments après l’atterrissage est plein de surprises… au milieu des ronces !


Lâcher d’un AirCore du LMD par une équipe jointe OPGC/Lamp/LMD depuis le toit de l’OPGC


A la recherche du AirCore et de son parachute à 100km de son point de lâcher depuis l’OPGC



Vendredi 21 juin

La nébulosité de ce dernier jour prévu de la campagne est particulièrement forte. La campagne MAGIC2019 s’achève donc.


Au total : 12h30 de vols du Falcon20 de SAFIRE et 26 dropsondes lachées depuis l’avion ; 53 lachers de ballons météorologiques embarquant des AirCore et des Amulse ; plus d’un millier de spectres mesurées par spectrométrie infrarouge depuis le sol ; des colocalisations spatio-temporelles avec 4 satellites ; plus de 50 participants scientifiques… Les chiffres parlent d’eux-mêmes.


Cette année a été nuageuse, voire orageuse, et pleine de surprises de dernière minute… Elle a aussi été très bucolique, avec des récupérations des charges utiles des ballons dans les vignes, les forêts, les ronces, les champs de blé ou de colza. 100% des mesures planifiées ont été effectuées. Et toujours une très bonne ambiance et une convivialité remarquable qui font de ces campagnes des moments de découverte et d'échanges passionnants.


Félicitations à l’ensemble des équipes impliquées dans la campagne !


Une partie de l’équipe MAGIC2019 au CO-PDD

Une partie de l’équipe MAGIC2019 à Aire-sur-l’Adour

Une partie de l’équipe MAGIC2019 à Francazal

 



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Texte : Cyril Crevoisier (LMD-IPSL)

Edition et mise en page : Isabelle Genau (ICoM - Service de communication IPSL) - Juin 2019