[COSI] Entre liberté et responsabilité, l'engagement public des chercheurs et chercheuses

26/03/2024 12:45

La résilience en mots et en corps : journée d’étude interdisciplinaire et créative

20/03/2024 09:00

JSE 2024 - Limites planétaires dépassées : et maintenant ?

13/03/2024 08:30

Does more moisture in the atmosphere lead to more intense rains?

02/05/2024 11:00

Séminaire du LMD à l’ENS.

Quel rôle les nuages jouent-il dans le climat et le changement climatique ? Des avancées et de nouvelles questions

29/04/2024 12:00

Cycle « Les grands séminaires IPSL ».

Changement de paradigme dans la fourniture de services d'information climatique au niveau national en Afrique, dans les Caraïbes et dans le Pacifique

26/04/2024 11:00

Webinaire TRACCS.

Lien entre la variabilité tropicale aux échelles interannuelles à multi-décennales et l’évolution du climat moyen au cours de l’Holocène

13/03/2024 13:00

La variabilité tropicale est caractérisée par El Niño-Southern Oscillation (ENSO), qui prend forme dans l’océan Pacifique équatorial. L’évolution d’ENSO sous le changement climatique reste incertaine. Je me suis intéressée aux derniers 6000 ans, de l’Holocène moyen à aujourd’hui, pour mieux comprendre l’évolution d’ENSO au cours du temps, dans un climat relativement différent du nôtre. J’ai regardé de plus près la diversité des événements El Niño, ses changements de téléconnexions avec un autre mode de variabilité de l’océan Indien, caractérisé par un dipôle entre l’est et l’ouest. Des simulations transitoires des 6000 dernières années ont servi de support aux analyses, ainsi que des reconstructions de la variabilité à partir d’archives paléoclimatiques comme les coraux, les foraminifères, les bivalves et les spéléothèmes dans le secteur indonésien.

Dans une première partie, je montre que le changement de température des eaux issue du Pacifique sud, qui alimentent la thermocline équatoriale, n’est pas suffisant pour expliquer l’évolution d’ENSO.

Ensuite, j’explique que les métriques utilisées pour la description de la diversité des événements ENSO doivent être utilisées avec précaution car basées ou calibrées sur la période actuelle. En effet, j’ai montré que deux méthodes actuelles donnent des résultats différents sur les derniers 6000 ans. Mais en regardant de plus près les changements spatiaux de la variabilité d’ENSO, chaque méthode raconte la même histoire : la variabilité d’ENSO s’est étendue à l’est et l’ouest du Pacifique équatorial depuis 6000 ans.

Dans une autre partie, j’ai regardé comment les téléconnexions entre ENSO et le dipôle de l’océan Indien varient par rapport aux paramètres orbitaux sur les deux derniers millions d’années. J’établis que c’est la position de la planète autour du soleil qui joue le rôle le plus important. J’explique que, sur des temps très longs, la variabilité d’ENSO est maximale quand elle est minimale pour le dipôle de l’océan Indien, et inversement. En revenant à l’Holocène, je montre que les téléconnexions atmosphériques ont sûrement eu un rôle plus important pour les changements simulés sur les derniers 6000 ans. La comparaison aux archives paléoclimatiques confirme le rôle de la téléconnexion atmosphérique mais souligne la complexité régionale de l’Indo-Pacifique.

Dans cette thèse, je mets en valeur l’importance de l’utilisation de simulations climatiques et transitoires longues, qui peuvent donner des apports cruciaux pour mieux comprendre les changements de variabilité du climat. Je montre aussi comment de telles simulations peuvent être appropriées pour comparer aux archives paléoclimatiques.

Impact of the night-time reactivity of biogenic VOCs on air quality in mixed anthropogenic/biogenic air masses

27/02/2024 14:30

Biogenic Volatile Organic Compounds (BVOCs) are massively emitted into the atmosphere by vegetation. These compounds are highly reactive towards the nitrate radical NO3, the major nocturnal oxidant. The BVOC + NO₃ chemistry is particularly effective in « mixed » atmospheres, influenced by both biogenic and anthropogenic emissions and characterized by high concentrations of both BVOCs and nitrogen oxides. These processes generate gaseous and particulate secondary pollutants, including organic nitrates which can serve as temporary NOx reservoirs and affect the NOx and ozone budgets. Additionally, these processes contribute to the formation of Secondary Organic Aerosols (SOA), which significantly impact air quality, climate, and health.

The objective of this thesis is to enhance our understanding of these processes and their impact on air quality. It comprises two main parts:

• The NO3-initiated oxidation of two BVOCs, α- and β-phellandrene, was investigated using atmospheric simulation chambers. These compounds were selected in order to study the influence of their chemical structure on their reactivity and to address experimental data gaps in the literature. The rate constants were determined using an absolute-rate determination method. Mechanisms have been proposed based on the identification of individual oxidation products in both gas and aerosol phases. Both SOA and total organic nitrates yields were also provided. The effect of mixing different VOCs on SOA yield from a single BVOC precursor was studied. Numerical simulations were performed to determine the dominant chemical regime of peroxy radicals under the experimental conditions. The obtained data contributed to a better understanding of these processes and are useful to interpret observations in the atmosphere in particular during the ACROSS field campaign.
• The role of BVOC + NO₃ nocturnal chemistry in the formation of secondary pollutants in urban plumes of « mixed » anthropogenic/biogenic atmospheres was investigated during the ACROSS field campaign. Measurements of the NO₃, N₂O₅, NO_x, and NO_y, were conducted at a top of a 40-meter tower (above the forest canopy), in the Rambouillet Forest located at the southwest of Paris. For this purpose, a part of the thesis work involved implementation and characterization of a new instrument called « NOyBox, » which integrates measurements of NO₃, N₂O₅, NO_x, and NO_y at low mixing ratios (on the order of ppt). Significant mixing ratios of NO₃ and N₂O₅ were detected for several nights when the site was under the influence of polluted air masses, with high levels of ozone and NO2 and moderate relative humidity. These measurements will allow to better assess the impact of BVOC+NO3 reactions on air quality in the Île-de-France region.

Étude des caractéristiques globales des ondes de gravité atmosphérique à l'aide des mesures de vent du satellite de l’ESA Aeolus

14/02/2024 14:00

La compréhension et la prédiction de l’évolution du climat global dépendent fortement de la connaissance des processus dynamiques dans l’atmosphère moyenne, comme les ondes atmosphériques.

Étant donné que la circulation atmosphérique globale est largement influencée par la dynamique de l’atmosphère moyenne, il est essentiel que les modèles climatiques tiennent compte des processus dynamiques qui n’ont pas encore été complètement compris. Les ondes atmosphériques à petite échelle, appelées ondes de gravité internes (IGWs), posent un défi particulier pour les modèles, alors que la paramétrisation inexacte des IGWs peut biaiser de façon spectaculaire les prédictions des changements futurs de la circulation atmosphérique.

Cette question est aggravée par une compréhension insuffisante de la génération des IGWs, de leur propagation et de leur dissipation, mais surtout par le manque d’observations du vent dans la stratosphère. En effet, les radiosondages dont la répartition est spatialement inhomogène sont pratiquement la seule source de données sur les profils de vent stratosphériques.

Avec cela, ils ne fournissent qu’un «instantané» des conditions atmosphériques locales, ne permettant pas d’en déduire certains paramètres importants des IGWs. La mission satellitaire d’Aeolus de l’Agence Spatiale Européenne est conçue pour fournir des informations globales sur la vitesse du vent du sol à 30 km, variable essentielle pour les prévisions météorologiques.

Le satellite Aeolus a été mis en orbite en aout 2018 et sa charge utile consiste en un lidar sophistiqué ALADIN mesurant la vitesse du vent par détection du décalage spectral Doppler de l’écho laser rétrodiffusé par les différentes couches atmosphériques Les mesures de vent à l’échelle globale d’Aeolus seront d’une grande valeur pour l’étude des processus dynamiques dans la stratosphère. L’objectif principal de ce projet de thèse est d’explorer et de quantifier les capacités des observations d’Aeolus à capturer et à résoudre les processus dynamiques tels que les IGWs à différentes échelles spatiales ets temporelles.

Le travail consistera tout d’abord dans l’analyse géophysique des profils de vent d’Aeolus pour dériver les paramètres des IGWs tels que les longueurs d’ondes horizontales et verticales, l’énergie et le flux de quantité de mouvement. Les paramètres obtenus et leur variabilité spatiale et temporelle seront comparés à ceux déduits des données globales de température des missions de radio occultation GPS telles que GRAS sur les satellite MetOp.

Une autre tâche consistera à valider la qualité des mesures de vent d’Aeolus à l’aide des deux lidars français Doppler fonctionnant au sol sur un site de moyenne latitude (Observatoire de Haute-Provence) et sur un site tropical sud (Observatoire du Maïdo à la Réunion).

Les mesures de vent résolues dans le temps des lidars au sol seront également utilisées pour l’analyse des IGWs. Un résultat important de ce projet de thèse sera la première climatologie des paramètres des IGWs s’appuyant sur une combinaison de profils de vent et de température à couverture globale.