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Soutenance

Xin Lin (LSCE)

Titre : Variabilité des concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre et inversion des flux de méthane en Asie du Sud et de l'Est

Date et heure : Le 23-09-2016 à 14h00

Type : thèse

Université qui délivre le diplôme : UVSQ

Lieu : Salle 17C, bâtiment 701 sur le site CEA de l’Orme des Merisiers à Gif-sur-Yvette
Membres du jury :

M. Philippe Bousquet (Professeur, UVSQ/IPSL, France) - Président du jury

M. Vincent-Henri Peuch (Directeur de recherche, ECMWF Copernicus Services, Royaume-Uni) - Rapporteur

Mme. Rona Thompson (Scientifique principale, Norsk Institutt for Luftforskning, Norvège) - Rapporteuse

Mme. Greet Janssens-Maenhoult (Directrice de recherche, Institute for Environment and Sustainability, Italie) - Examinatrice

M. Cyril Crevoisier (Chargé de recherche, LMD/IPSL, France) - Examinateur

M. Philippe Ciais (Directeur de recherche, LSCE/CEA, France) - Directeur de thèse

M. Michel Ramonet (Chargé de recherche, LSCE/CNRS, France) - Co-directeur de thèse

Mme. Laure Brooker (Ingénieure de recherche, Airbus Defence & Space, France) - Invité

Résumé :

L’Asie du Sud et de l'Est (ASE) est la première région du monde émettrice de gaz à effet de serre (GES) au cours des dernières décennies. Cependant, l’estimation des bilans régionaux d'émissions de GES est encore incertaine que ce soit par l’approche ‘bottom-up’ ou par l’approche ‘top-down’. L’objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure connaissance des bilans régionaux des émissions de GES en ASE, en utilisant les concentrations atmosphériques de GES mesurées dans un réseau de station de surface et la modélisation inverse à l’échelle régionale.
Dans un premier temps, la thèse présente les mesures de CO2, CH4, N2O, SF6, CO, et H2 sur les échantillons réguliers prélevés à Hanle, Pondichéry et Port Blair, trois nouveaux sites établis en Inde dans le cadre d’une collaboration franco-indienne. L’analyse des concentrations des gaz traces a permis de caractériser les contributions relatives des flux naturel et anthropique, et de la circulation atmosphérique associée à la mousson dans le sous-continent indien. Cette étude met en évidence le potentiel des nouvelles stations de mesure atmosphérique pour mieux contraindre les estimations de flux régionaux de GES.  
Dans un deuxième temps, un modèle global de chimie-transport LMDzINCA, avec un ‘zoom’ focalisé sur l’ASE (de résolution horizontale ~50 km) est utilisé pour simuler les champs de concentration de CO2 et CH4. Les concentrations simulées sont évaluées par rapport aux mesures de 30 stations réparties en ASE et dans les régions adjacentes. Le modèle de transport en version zoomée reproduit relativement bien les variabilités des mesures de CO2 et CH4, et améliore significativement les variations de CH4 par rapport au modèle standard de basse résolution sur le domaine d’étude.
Enfin, les mesures des concentrations de CH4 des réseaux régionaux sont utilisées dans le système d’inversion PYVAR-LMDz-SACS avec les grilles zoomées, pour estimer les émissions de CH4 en ASE en 2010. Plusieurs scénarios sont réalisés afin de tester la sensibilité de l’inversion à différentes configurations des émissions a priori et des observations utilisées. L’inversion atmosphérique induit une réduction significative des émissions en comparaison aux inventaires a priori en Asie de l’Est (14-20%), en particulier en Chine du Nord (20-35%). L’estimation des émissions de CH4 est sensible à l’incertitude dans les bilans ‘bottom-up’ des émissions anthropiques en Asie de l’Est, particulièrement à la représentation très incertaine des sources localisées des mines de charbon en Chine du Nord.

L’Asie du Sud et de l'Est (ASE) est la première région du monde émettrice de gaz à effet de serre (GES) au cours des dernières décennies. Cependant, l’estimation des bilans régionaux d'émissions de GES est encore incertaine que ce soit par l’approche ‘bottom-up’ ou par l’approche ‘top-down’. L’objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure connaissance des bilans régionaux des émissions de GES en ASE, en utilisant les concentrations atmosphériques de GES mesurées dans un réseau de station de surface et la modélisation inverse à l’échelle régionale.

Contact :
xin.lin@lsce.ipsl.fr
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