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Étude de l’impact radiatif des aérosols désertiques sur la dynamique de
l’atmosphère
Diana BOU KARAM 1
Cyrille FLAMANT 1
Pierre TULET ²Jean-Pierre CHABOUREAU 3
¹ Service d’Aéronomie/IPSL, CNRS-UPMC, Paris, France²Météo-France, CNRM/GMEI, Toulouse, France
³Laboratoire d'Aérologie, CNRS-UPS, Toulouse, France
Objectifs
1- Étudier l’impact des aérosols désertiques soulevés dans des régions sources sur le bilan radiatif en surface et sur la thermodynamique de la couche limite:
Campagne BodEX 2005
2- Analyser la dynamique 3D autour du front intertropical FIT, ainsi que son cycle diurne et son rôle dans le soulèvement de poussières
3- Étudier l’impact des soulèvements de poussière dans la région saharienne sur la dynamique du Heat low et de la mousson Africaine dans le cadre du projet AMMA
Stratégies
1- Approche couplée observation-modélisation
Confronter mesures et simulations pour compléter les observations si la simulation est valide et contraindre le modèle dans le cas contraire.
2- Effectuer une série de simulation avec et sans aérosols pour évaluer l’impact sur les variables thermodynamiques une fois les simulations avec aérosols sont validées.
Moyens
1- Mesures sol effectuées dans le cadre de la campagne BodEX 2005 au Tchad
2- Observations Lidar sol, aéroporté et satellitaire et mesures sol pendant la SOP2 du projet AMMA
3- Modélisation à méso échelle avec MésoNH tenant compte du schéma de dust (Grini et al., 2005)
Simulation Bodélé
• Simulation sur 10 jours avec un seul domaine: 1-12 Mars 2005
• Passage à 2 domaines imbriqués pour des journées ponctuelles
•Domaine père: 20km 100x100 points initialisé et nudgé toutes les 6h par les analyses du CEP•Domaine fils: 5km 160x180 points•2 ways nesting
• 72 niveaux verticaux le plus bas à 10 m le plus haut à 28km. • Schéma de surface ISBA
Bodélé
~500km
Simulation AMMA
• durée de simulation 10 jours: 2-12 Juillet 2006
• 1 domaine: Résolution horizontale: 20km
100x100 pointsRésolution verticale: 62 niveaux,
premier à 30m.
• Forçage 3D: analyses ECMWF• Nuding toutes les 6h par les
analyses du CEP• Schéma de surface ISBA
NIGER
Niamey
Tamanrasset
Résultats: AMMAMesures Lidar: LEANDRE 2
Résultats: AMMAR
appo
rt d
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t
Dropsondes le long de la trace du F20 Simulations
Résultats: AMMAB
AN
IZO
MB
OU
NIA
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Y
Wind speed at 10m Temperature at 2m Aerosol optical depthRelative Humidity
Simulations: - - - Blank Avec aérosols Observations
Wind speed at 10m Temperature at 2m Aerosol optical depth
TA
MA
NR
AS
SE
T
Observations Simulations: - - - Blank Avec Aérosols
Spin up
AOD at 670nm
AOD at 440nm
Résultats: AMMA
Relative Humidity Longwave radiation Surface pressure
Résultats: Bodélé
Bonne reproduction de la position des panaches
Simulations: - - - Blank Avec aérosols
Spin up
Aerosol optical depth at 440nm in red and at 670nm in green, in black the simulated AOD at 550nm
Observations
Temperature at 2m
Wind speed at 2m
Dust event
increase
Résultats: Bodélé
Shortwave radiation
Faible écart entre simulation avec et sans aérosols Mauvaise reproduction du vent à 2m et de l’AOD
Les limites de MesoNH
1- Le modèle sousestime les maximums du vent et surestime les minimums
Paramétrisation de la couche limite dans des régions désertiques et surtout la CLA nocturne stable
2- Les panaches d’aérosols simulés sont trop diffus
Le schéma PPM dans la Masdev 4.7
3- Contrairement à ce qu’on attendait: Pas de différences notables sur les variables thermodynamiques
entre simulation avec et sans aérosols dans les deux cas d’études d’AMMA et de Bodélé.
A faire
1- Pour la simulation Bodélé:
Comparer les profils verticaux de température potentiel simulés à ceux mesurés pourvoir comment ça se passe au niveau de la couche d’inversion.
2- Pour la simulation AMMA:Modifier le contenu en eau des sols (les réservoirs d’eau) pour mieux reproduire l’évolution temporelle de la température et de l’humidité relative
Potential temperature Low Level Jet at ~500m
