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  • Introduction : climatologie de l’OHP

    L’OHP est exposé à des vents dominants du NW (Mistral, tramontane) et de l’Est.
    L’été est caractérisé par des épisodes de remontées de brises de mer.
    L’OHP est un site de type rural, avec parfois des arrivées de masses d’air contaminées
    par les activités anthropiques à l’échelle locale (vallée de la Durance),
    régionale (vallée du Rhône, métropole d’Aix-Marseille) et synoptique (France, Europe,
    synoptique/globale – ex. feux canadiens, éruptions volcaniques…). Les échelles locales
    et régionales concernent plus la couche limite atmosphérique, alors que l’échelle
    synoptique/globale concerne la troposphère dans son ensemble et la stratosphère.


  • Thématiques de recherche :

    Pour mener à bien sa mission de recherche, l’OHP-GEO s’intéresse à
    trois thématiques de recherche principales :

    Thématique 1

        • Bilans et dynamique des gaz traces dans la couche limite atmosphérique et la basse troposphère
             Intérêts du site et progrès apportés :
            L’OHP est situé en zone rurale de la région PACA, caractérisée par un climat chaud et ensoleillé favorable à de fortes émissions de composés organiques volatils biogéniques (COVB), composés impliqués dans la réactivité du radical OH, dans la production d’ozone troposphérique ou encore dans celle de l’aérosol organique secondaire (AOS), lui-même impactant de façon encore incertaine le bilan radiatif terrestre, la chimie atmosphérique, les écosystèmes et la santé. L’activité de la végétation et sa variabilité, y est le facteur principal contrôlant la concentration de CO2 atmosphérique locale aux échelles diurnes à saisonnières. L’OHP se situe également à quelques dizaines de kilomètres de la métropole d’Aix-Marseille et de la vallée du Rhône, deux zones fortement émettrices de gaz à effet de serre, de polluants gazeux tels que l’ozone. L’OHP se situe sous l’influence de masses d’air continentales ou marines pouvant apporter des panaches de sources/puits plus ou moins lointains, anthropiques ou naturels. Concernant ces différents champs d’études scientifiques, les incertitudes restent encore larges, notamment dans le contexte actuel du changement climatique qui requiert un suivi de long-terme de l’évolution de ces observables et des processus associés. Les observations disponibles à l’OHP (incluant des mesures labellisées INSU et des mesures hors INSU comme celles de l’O3HP), et celles prévues sur le moyen terme à l’OHP et la capacité du site à accueillir des campagnes, nous permettent de développer des travaux sur les gaz à effet de serre, le cycle du carbone, les COVB, la capacité oxydante de l’atmosphère ou encore l’ozone troposphérique, notamment à travers :
             L’étude des sources/puits locaux vs l’advection de panaches à l’OHP :
            o OCS et de CO2 : Projet ANR CANOPEE (Belviso et al, 2016)
            o Ozone troposphérique : Thèse A. Gaudel sur l’O3 (Gaudel, 2016 ; Gaudel et al, 2016)
            o COV : Projet MEDEE/thèse R. Baghi ( Baghi, 2013 ; Baghi et al, 2012).
             L’étude des facteurs d’émissions et processus associés :
            o COVB : Projet ANR CANOPEE (Kalogris, 2016 ; Kalogridis et al, 2016 ; Kalogridis et al, 2014) ;
            o Isoprène : Projet CHARMEX/thèse A. Genard-Zielinski (Genard, 2015; Genard-Zielinski et al, 2018) ;
            o Réactivité OH et COVB : Projet ANR CANOPEE/thèse N.Zannoni (Zannoni, 2015 ; Zannoni et al, 2016) ;
             L’OHP comme site de fond pour l’étude de bilans régionaux :
            o CO2 : Projet OT-MED AMC (Xueref-Remy et al, 2017 ; Xueref-Remy et al, 2018 ; stage de M2 de M. Milne : Mine, 2018 ; Milne et al, in prep ; postdoctorat de B. Nathan : Nathan et al, in prep).

        => Faits marquants (2012-2019) :

          > Etude du CO2 dans la CLA :

          Le projet OT-MED AMC (2016-2020) – IMBE, LSCE, MIO Figure 4. L’OHP comme site de fond continental pour le CO2 à l’échelle régionale et l’impact des émissions urbaines sur le CO2 à Marseille (étude sur 2014-2018 ; Milne et al, in prep). L’une des thématiques récentes de l’OSU Pytheas, démarrée en 2016 (perspectives HCERES 2017), est la compréhension du bilan du CO2 en région PACA par l’approche atmosphérique. Selon les inventaires d’émissions existants, les régions urbanisées et industrialisées représentent aujourd’hui plus de 70% des émissions de CO2 fossiles globales. Ce sont donc des zones clés pour agir vis-à-vis du changement climatique. Cependant, les incertitudes sur ces émissions sont très fortes Dans le cadre du projet OT-MED AMC (2016-2019), nous développons une approche atmosphérique pour vérifier l’inventaire d’émissions d’AtmoSud. Les mesures météorologiques ICOS-Fr et NDACC-Fr de l’OHP, celles de CO2 et de CO atmosphériques mesurées à l’OHP par le SNO ICOS-FR, ainsi que les hauteurs de couche limite atmosphérique (hCLA) extraites des données du LIDAR ICOS-Fr et des radiosondages NDACC-Fr, nous permettent de caractériser la composition de l’atmosphère de fond et la dynamique de la CLA à l’OHP, en amont de la métropole d’Aix-Marseille. L’OHP est maintenant intégré à un réseau régional de CO2 dont une station au coeur de Marseille (Fig.4) qui permet d’en déduire le panache de CO2 urbain (quelques ppm à plus de 100 ppm), et également, de le modéliser (modèles WRF-CHEM et MESO-NH). Ce travail a fait l’objet de 2 conférences (Xueref-Remy et al, 2017 ; Xueref-Remy et al, 2018) et de 2 articles en préparation (Milne et al, 2019 ; Nathan et al, 2019). De plus, le panache de CO2 urbain pourrait avoir un impact sur les flux air-mer dans la baie de Marseille. Cette question est adressée en collaboration avec le MIO (projet OT-MED AMC) et fait l’objet de 2 articles en préparation, les deux utilisant notamment les données ICOS-Fr de l’OHP (Wimart-Rousseau et al, in prep ; Lajaunie et al, in prep). Les données de l’OHP sont accessibles via les bases de données ICOS et via le pôle AERIS pour celles du Lidar ICOS et les données NDACC.

            > Etude de l’OCS dans la CLA: Le projet CANOPEE (2011-2015) – LSCE, IMBE, INERIS, LCE, LISA :

            L’OCS (Oxysulfure de Carbone) est un composé absorbé par la végétation lors du processus de photosynthèse. Les plantes assimilant à la fois l’OCS et le CO2, et comme il n’existe pas de mécanisme équivalent à la respiration du CO2 pour l’OCS, l’absorption d’OCS par les plantes serait directement proportionnelle à leur activité photosynthétique. L’OCS est donc étudié depuis quelques années pour estimer sa capacité à calculer la quantité de CO2 absorbée par la végétation par photosynthèse. Lors des campagnes du projet ANR CANOPEE à l’OHP (Fig. 6), il a été montré : (1) en juin 2012, une très bonne corrélation entre le CO2 et le COS par vent faible et à l’aube, avant le développement de la CLA ; (2) en juin 2013, l’apport de COS via l’oxydation de C2S émis par l’industrie textile depuis la vallée du Rhône et transporté dans la CLA jusqu’à l’OHP. Ces résultats montrent le potentiel du COS comme traceur de la photosynthèse, sous réserve de sélectionner des conditions météorologiques et des heures de la journée favorables (Belviso et al, 2016). Des questions restent encore à élucider sur le rôle des sols dans la variabilité diurne à saisonnière d’OCS. Les données de ces campagnes sont disponibles dans les archives du CNRS (https: //mycore.core-cloud.net/public.php?service=files&t= 04c569376fa8ca82e5ebdf09cd18630d (Belviso et al., 2016).

          Thématique 2

          • Etude des aérosols dans la troposphère
            • Processus et formation
            • Caractérisation des sources
            • Transport et dynamique

          Thématique 3

          • Spatialisation des observations du sol jusqu’à l’espace
            • Représentativité
            • Paramétrisation des modèles
            • Validations satellitaires