LA POLLUTION

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LA POLLUTION TRANS-FRONTIERE EN
EUROPE SIMULATION AVEC LE MODELE
MULTI-ECHELLE MOCAGE
F. Brocheton, A. Dufour, M. Michou et V-H.
Peuch Centre National de Recherches
Météorologiques (GMGEC CATS) 42 av. G.
Coriolis, 31057 Toulouse Cedex, France Email
fabien.brocheton_at_cnrm.meteo.fr
AMA 2002 Jeudi 19 Décembre
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CONTEXTE
Élaboration d'une climatologie de la pollution
photochimique en Europe

• ? peu d'informations climatologiques disponibles
• ? étude scientifique
• Quantification de la contribution relative des
  sources locales
• et régionales sur la qualité de l'air des
  agglomérations européennes
• (quelle région européenne est influencée par du
  transport à longue distance
• de précurseurs ?)
• quantifier la contribution du continent
  Nord-américain
• (quelques études montrent un impact de 5-10 ppbv
  sur l'ozone de fond
• en période estivale)
• quantifier l'impact des intrusions
  stratosphériques

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CONTEXTE

• ? étude politique
• évaluation critique des simulations EMEP
• (législation européenne basée sur le modèle EMEP
  de résolution 50 km )
• évaluation critique des scénarii de réduction
  des émissions
• (avoir à disposition une référence de l'état
  actuel de la qualité de l'air
• en Europe)

• ? CITY-DELTA Étude comparative de simulations
  à aire limitée fine
• par rapport à des simulations
  continentales
• ? CITY-DELTA Évaluation qualitative des
  nouvelles stratégies de
• réduction des émissions en
  Europe pour CAFE

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QUELLE CONFIGURATION ?
Nécessaire de prendre en compte au mieux
1 - la contribution des agglomérations (échelle
régionale)
2 - les interactions entre les principaux centres
urbains et industriels (échelle continentale)
3 l'impact des sources Nord-Américaines et de
la stratosphère (échelle globale)
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La configuration MOCAGE pour la climatologie de
la pollution 3 domaines imbriqués on-line
global 44
Résolution Verticale 47 niveaux de la surface à
5hPa (7 niveaux CL, 20 troposphère et 20
stratosphère)
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CONDITION DE SIMULATION L'année 1999 année de
référence CITY-DELTA
Domaine EMISSION METEOROLOGIE Global
EDGAR / GEIA ARPEGE (biogénique
Guenther) (tri horaire) Continenta
l EMEP ARPEGE (biogénique
Guenther) (tri horaire) Régional E
MEP VILLES ALADIN (biogénique
Guenther) (tri horaire)
EMEP horaires / 50km x 50 km 8 villes horaires
/ 1 km x 1 km à 5km x 5km
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LES EMISSIONS EMEP ET URBAINES Quel accord ?
Émission totale annuelle (tonne/km2/an)
PARIS
LONDRES
12
16
14
10
12
8
10
8
6
6
4
4
2
2
0
0
NOx
VOC
SO2
CO2
PM10
NOx
VOC
SO2
CO2
NH3
VILLE
1999
EMEP 1999
TOTAUX ANNUELS ASSEZ PROCHES
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LES EMISSIONS EMEP ET URBAINES Quel accord ?
MAIS REPARTITION GEOGRAPHIQUE DIFFERENTE
EMEP à 0.5 zoomé
EMEP Paris Milan à 0.1
30.E-09 10.E-09 7.5E-09 5.0E-09 2.5E-09 1.0E-09
Cas émission de NOx en moles.cm-2.s-1 pour le 15
juin 1999 à 12hTU
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SIMULATION MOCAGE
METEOROLOGIE ARPEGE (domaine continental)
(avril 1999)
Berlin
OBSERVATION
MOCAGE
Copenhague
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SIMULATION MOCAGE
METEOROLOGIE ALADIN (domaine régional)
(avril 1999)
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SIMULATION MOCAGE
Domaine Continental Climatologie de lozone en
surface
moyenne horaire sur l'ensemble du mois de janvier
1999
03H
09H
PPB
60 50 40 30 20
15H
21H
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SIMULATION MOCAGE
Domaine Continental Climatologie de lozone en
surface
moyenne horaire sur l'ensemble du mois d'avril
1999
03H
09H
PPB
70 60 50 40 30 20
21H
15H
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SIMULATION MOCAGE
Domaine Continental Climatologie de lozone en
surface
moyenne horaire sur le début du mois de juillet
1999
09H
03H
PPB
70 60 50 40 30 20
21H
15H
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SIMULATION MOCAGE
Domaine Continental Climatologie de lozone en
surface
Signal important des émissions anthropiques
ppb
molec.cm-2.s-1
70 60 50 40 30 20
Emission EMEP d'oxydes d'azote
Concentration moyenne d'ozone (juillet 1999 à 15H)
10.E-09 7.7E-09 5.5E-09 3.2E-09 1.0E-09
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SIMULATION MOCAGE
Domaine Global Climatologie des espèces
réservoirs de NOx
Concentration horaire à 15hTU moyennée sur
l'ensemble du mois d'avril 1999 à 500 hPa
Possibilité d'un transport inter-hémisphérique
PPB
0.50 0.35 0.20 0.05
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CONCLUSION

• Développement d'une configuration de MOCAGE
• adaptée pour l'étude de la qualité de l'air
• sur l'Europe de l'ouest sur plusieurs années
• Première simulation annuelle complète avec
  MOCAGE en cours
• ? comportement général satisfaisant
• climatologies préliminaires comparables aux
• simulations européennes équivalentes

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PERSPECTIVE

• FINALISATION DES SIMULATIONS CITY-DELTA
• (1999, 5 x 2010)
• ?? comparaisons extensives aux observations
  disponibles
• et inter-comparaison
• aux modèles de CITY-DELTA (EMEP)
• REALISATION DE LA CLIMATOLOGIE SUR L'EUROPE
• Modification probable du schéma chimique
• (cf. Présentation S. Laval et al. AMA2002 jeudi
  19/12 11h20)