Assimilation des données ODIN/SMR O3 and N2O dans MOCAGE-PALM : Bilan chimique de l’ozone L. El...

Assimilation des données ODIN/SMR O3 and N2O dans

MOCAGE-PALM :Bilan chimique de l’ozone

L. El Amraoui, V.-H. Peuch, S. Massart, P. Ricaud, D. Cariolle et al.

MOCAGE

(Modèle de Chimie Atmosphérique à Grand Echelle): 3D-CTM

• Resolution:– 47 Niveaux de pression: de 1000 à 5 hPa (0 35 km) (~ 800 m)– Résolution 2°x2°

• Dynamics:– Forçage météorologique: modèle de Météo-France ARPEGE

• Chemistry:– Many chemical schemes :

• RACMOBUS: troposphère + stratosphère

• REPROBUS: stratosphère

• CARIOLLE: paramétrisation de O3 dans la stratosphère

• …

PALM

0 x

J(x) ; x

axxa

J (x) = ½ (x-xb)T B-1 (x-xb) + ½ [Hi(xi)-yi]T Ri-1 [Hi(xi)-yi]

x: system statexb: Backgroundyi: Observations at time iB: Background covariance matrixR: Observations covariance matrix

Vertical Structure

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Odin/SMR

MOCAGE

Alt

itu

de

(k

m)

Période d’Assimilation November 2002 – Mars 2003:

Evolution du vortex polaire dans l’hémisphère Nord.

Profiles d’Ozone

Colonne d’Ozone

Ass-ChimieAss-Advection

TOMS

Total Ozone

N2O, 28/12/2002 @ 50.6 hPa

Détermination des bordures du vortex

50 100 150 200 250 300

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

O3

(pp

mv)

N2O (ppbv)

(O3 Assimilation chimie) vs (N2O Assimilation Advection)

SMR/O3 Assimilé vs MOCAGE

-60 -30 0 30 60 90

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0 Mocage (ozone passive tracer) Mocage (Chemistry) Assimilation Sonde

O

zon

e (p

pm

v)

Julian day (2003)

Ozone at Ny-Alesund (79°N, 12°E); p = 57.2 hPa (~19.7 km)

O3 dans le vortex

75

100

125

150

175

-60 -30 0 30 60 90

2,5

3,0

3,5

N2O

(p

pb

v)

Evolution of the edge of the vortex @ z = 19 km

Julian day (2003)

Evolution of ozone inside the vortex @ z = 19 km

O3 (

pp

mv)

Bilan d’ozone @ 19 km

-60 -30 0 30 60 90-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

Julian day (2003)

N2O

(p

pb

v)

Chemical ozone loss inside the vortex @ z = 19 km

Début Février: Maximum de Perte chimique 26 %

Récapitulatif• Utilisation de l’assimilation des données

– O3 pour corriger le modèle– O3 & N2O pour quantifier la perte d’ozone à

l’intérieur du vortex (Max. ~26%) Bon accord avec d’autres études (Urban et al.,

2004, Goutail et al., 2005)

A Faire :- Schéma RACMOBUS: Effets du transport tropo-strato

sur le vortex polaire dans la basse stratosphère- Comparaison avec d’autres méthodes de quantification

de la perte d’ozone

Perspetives

• Quantification des différences entre différents chémas chimiques: CARIOLLE, REPROBUS et RACMOBUS

• Comparaisons avec d’autres instruments (MIPAS, GOMOS, …)

• Application de la même méthodologie pour l’étude du vortex stratosphérique en Antarctique.

• Utilisation de l’assimilation pour étudier l’UTLS !