CREVOISIER
"Etude de la distribution du CO2 atmosphérique à partir des observations
infrarouges à haute résolution spectrale de l'instrument Aqua/AIRS"
le Vendredi 15 octobre 2004 à 10H30
Bibliothèque du LPTP, Ecole Polytechnique (Aile 1, Niveau 1)
Palaiseau, RER B Lozère
devant le jury composé de
M. François-Marie Bréon (Examinateur)
M. Alain Chédin (Directeur de thèse)
M. Philippe Ciais (Examinateur)
M. Emanuel Gloor (Rapporteur)
M. Stéphane Jacquemoud (Examinateur)
M. Patrick Monfray (Rapporteur)
Résumé :
La compréhension approfondie du fonctionnement des sources et des puits du
dioxyde de carbone (CO2) à la surface, qui s'avère déterminante pour
modéliser efficacement l'évolution future de la concentration du CO2 dans
l'atmosphère, est actuellement très limitée par le mauvais échantillonnage
spatio-temporel du réseau d'observation en surface. L'observation spatiale,
en particulier par l'intermédiaire des sondeurs verticaux, devrait permettre
d'apporter une réponse satisfaisante à ce problème.
Dans cette thèse, nous présentons l'estimation de la distribution du CO2 dans
l'atmosphère à partir des observations réalisées par les instruments
infrarouges AIRS (2378 canaux) et micro-ondes AMSU (15 canaux) embarqués sur
le satellite Aqua lancé par la NASA en Mai 2002. Ce travail représente l'une
des premières utilisations de ces instruments de seconde génération. Tirant
parti de la très grande résolution spectrale de AIRS, un jeu de canaux
présentant des caractéristiques optimales pour l'estimation de différents gaz
à effet de serre a été mis au point. Des tests de détection des nuages ont
été développés afin de pouvoir travailler en ciel clair.
A l'aide d'une méthode d'estimation non linéaire faisant appel à des réseaux
de neurones, sept mois d'observations (Avril-Octobre 2003) ont été inversés
en rapport de mélange du CO2 dans la troposphère (5-15 km) dans la région
tropicale [20°S ; 20°N], de nuit, à une résolution de 15°´15°. La précision
estimée de la méthode est de l'ordre de 2,5 ppmv (0,7 %). Des mesures in situ
aéroportées, effectuées à une altitude comprise dans la zone de pression vue
par les canaux AIRS et AMSU, ainsi que des mesures réalisées dans certaines
stations ont permis de montrer la pertinence des estimations dont les
variations saisonnières et latitudinales s'accordent remarquablement bien
avec les observations in situ. Les variations spatiales estimées ont mis en
évidence des comportements latitudinaux et longitudinaux du CO2 assez marqués
dont plusieurs ont pu être reliés soit à des phénomènes naturels connus du
CO2 atmosphérique, soit au transport de la pollution continentale ou des
émissions de feux de biomasse.
