Migrations climatiques : passé, présent, futur / Climate Migrations: Past, Present, Future

21/09/2021 00:00

École thématique "Autour du 2°C" - Édition 2021

19/09/2021 00:00

Journée scientifique et technique au SIRTA

17/09/2021 00:00

Laser-based mass spectrometry in the planetary sciences: convergence of emerging priorities and enabling technologies

17/06/2025 11:30

Séminaire du LATMOS.

Cap and Trade on Water: The Role of Seasonal Forecasts and Potential Application to the Po Valley

17/06/2025 11:00

Séminaire du département de Géosciences de l’ENS.

Big Data Assimilation Revolutionizing Numerical Weather Prediction Using Fugaku

13/06/2025 14:00

Séminaire du LMD.

Synergie entre les observations sol pour une meilleure compréhension des processus pilotant le cycle de vie des brouillards et le développement d’un outil d’aide à la prévision immédiate

26/06/2024 14:00

Le brouillard perturbe fortement les transports terrestres, aériens ou maritimes, et est à l’origine de pertes en vies humaines et de coûts financiers importants. Bien prévoir le brouillard est donc un enjeu essentiel. Cependant il reste encore beaucoup d’incertitudes sur les interactions entre les différents mécanismes contrôlant la variabilité du brouillard aux très fines échelles.

Les travaux présentés montrent dans quelles mesures la synergie entre les observations de terrain permet une meilleure compréhension des processus pilotant le cycle de vie des brouillards et le développement d’un outil d’aide à la prévision immédiate.

L’approche consiste à s’appuyer sur des mesures issues d’observations pérennes réalisés à l’observatoire SIRTA, et intensives réalisées lors de campagnes de mesures. D’importants développements algorithmiques ont parallèlement été menés et sont exposés dans ces travaux pour améliorer la qualité et l’homogénéité des jeux de données exploités par la suite. Ils permettent alors de décrire les propriétés dynamiques, radiatives, et thermodynamiques de la couche atmosphérique de surface, ainsi que les propriétés microphysiques et chimiques des aérosols et des gouttelettes, avec une fine résolution spatio-temporelle.

J’ai ainsi identifié des paramètres clés pour mieux anticiper les phases de formation et dissipation des brouillards, et analysé des données issues d’instrumentation novatrice comme les radars nuage, la radiométrie micro-onde ou encore les lidars Doppler. L’exploitation originale de certaines variables a permis le développement de modèles conceptuels et d’un outil d’analyse intégrateurs de données sol (PARAFOG) pour aider les utilisateurs à anticiper les grandes phases du cycle de vie des brouillards.

Ce travail est le fruit d’un travail d’équipe résultant du co-encadrement de 2 thèses, 5 post-doctorants et de plusieurs stages de Masters. Il a également été possible grâce à la qualité des mesures de l’observatoire SIRTA, résultat d’un travail rigoureux et exemplaire de ses équipes technique et informatique.

L’eau souterraine, une ressource en eau critique pour les forêts et les sociétés humaines en état de stress hydrique

26/06/2024 14:00

Les eaux souterraines jouent un rôle majeur pour les écosystèmes et nos sociétés, tout particulièrement dans les régions du monde soumises au stress hydrique où elles constituent une ressource en eau critique. Comment améliorer durablement l’exploitation et la gestion de cette ressource invisible et si difficile à appréhender ? Nous avons besoin de mieux comprendre les conditions d’entrée de l’eau dans les aquifères pour mieux comprendre la disponibilité de la ressource d’eau souterraine pour les différents usages humains.

Ce rapport tentera d’apporter des éléments de réponse à cette vaste problématique en mêlant des approches classiques de l’hydrogéologie quantitative avec de la géophysique, de l’isotopie, de l’écologie fonctionnelle ou encore des approches tirées de l’hydrologie spatiale. Ces travaux sont menés dans deux zones contrastées et complémentaires : i) la région méditerranéenne et ii) le Sud-Ouest de Madagascar. Les travaux y sont menés à deux échelles différentes, échelle de la parcelle dans le premier cas et échelle régionale à nationale dans le deuxième.

Les résultats s’organisent en deux grandes parties. La première partie traite du développement de méthodologies permettant d’améliorer la caractérisation de la structure et du fonctionnement des hydrosystèmes karstiques en contexte forestier. Les résultats sont ensuite utilisés pour améliorer les connaissances de l’utilisation de l’eau par les arbres. La deuxième partie consiste à proposer des approches adaptées au contexte humanitaire pour explorer les eaux souterraines dans des milieux hydrogéologiques complexes. Ce travail se poursuit avec le développement d’outils de gestion qui permettent de suivre la dynamique des eaux souterraines et d’estimer la recharge à l’échelle régionale.

En perspective et dans la continuité des travaux précédents, deux axes de recherche se dessinent pour les prochaines années : i) l’amélioration de la caractérisation de l’eau disponible pour les arbres en milieu forestier et ii) la caractérisation de l’impact de la disponibilité en eau souterraine sur la santé humaine dans un contexte de stress hydrique intense.

Modélisation du potentiel oxydant des aérosols : un indicateur du risque sanitaire

21/05/2024 14:00

Le potentiel oxydant (PO) des aérosols est devenu un indicateur prometteur des effets néfastes des particules sur la santé, en complément de la masse des aérosols. En particulier, le PO est un indicateur du stress oxydant chez les organismes vivants et les êtres humains par la formation d’espèces réactives de l’oxygène.

Afin de fournir une cartographie de la variabilité spatiale et temporelle du PO en France, nous avons mis en place une stratégie pour simuler le potentiel oxydant volumique (POv) des particules dans le modèle de qualité de l’air de pointe CHIMERE sur l’ensemble du territoire français pour les années 2013 et 2014. Pour ce faire, un PO intrinsèque (POi) dérivé des mesures et spécifique à la source, déterminé par l’approche de modélisation des récepteurs par factorisation matricielle positive (PMF), est combiné aux sources de particules dans le modèle CHIMERE déterminées par une technique de taggage à l’émissions (PSAT).

Les résultats montrent un comportement satisfaisant des simulations CHIMERE par rapport aux observations d’aérosols (PM10) du réseau de qualité de l’air en France, ainsi qu’aux mesures de composition chimique effectuées sur plus de 10 sites de typologies différentes pendant deux années. En outre, une correspondance généralement satisfaisante entre la PMF et les combinaisons de sources de PM10 dérivées de la PSAT a pu être obtenue, comme l’indiquent les profils chimiques spécifiques de ces sources. Les valeurs de POv simulées par rapport aux valeurs observées ont montré des corrélations médianes allant de 0,35 à 0,60 et des biais fractionnels moyens allant de -0,3 à zéro, en fonction du test PO considéré (acide ascorbique AA, ou dithiothréitol DTT) et des sources de PM10 prises en compte (un ensemble réduit basé sur les métaux de transition et les espèces organiques contre un ensemble étendu prenant également en compte l’aérosol inorganique secondaire, la poussière et le sel de mer).

Pour l’ensemble étendu, la corrélation s’avère meilleure d’environ 0.1 à 0.15 pour les deux tests AA et DTT. Les champs de POv moyens sur deux ans obtenus montrent des zones d’intérêt majeur dans lesquelles le potentiel oxydant volumique est important, en particulier au niveau des grandes agglomérations urbaines, et également le long des autoroutes, et plus prononcés que les distributions de PM10 correspondantes. Ceci est dû à un POi élevé, en particulier pour les sources primaires telles que le trafic et la combustion de la biomasse. Ces effets sont plus marqués pour les essais AA que pour les essais DTT, ainsi que pour la méthode de l’ensemble réduit que celle de l’ensemble étendu.

Dans l’ensemble, grâce à la répartition des POv, ces résultats plaident en faveur d’une réduction accrue des émissions du transport routier et de la combustion de biomasse utilisée pour le chauffage dans les politiques de réduction de la pollution.