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13/12/2018
Projet GOUV’AIRNANCE GABES
Modélisation des particules désertiques : investigations et améliorations
Sonia OPPO / A. Armengaud
Modèle de chimie-transport : CHIMERE
13/12/2018 2
AIRESv5
• chaîne de
prévision
opérationnelle
utilisée
actuellement par
AtmoSud
Modèle de chimie-transport : CHIMERE
13/12/2018 3
TUN’AIR AIRESv5
• chaîne de
prévision utilisée
par l’ANPE
• développée par
ARIA
Technologies
• chaîne de
prévision
opérationnelle
utilisée
actuellement par
AtmoSud
Modèle de chimie-transport : CHIMERE
13/12/2018 4
TUN’AIR AIRESv5
• chaîne de
prévision utilisée
par l’ANPE
• développée par
ARIA
Technologies
• chaîne de
prévision
opérationnelle
utilisée
actuellement par
AtmoSud
Modèle de chimie-transport : CHIMERE
13/12/2018 5
TUN’AIR AIRESv5 AIRESv6
• chaîne de
prévision utilisée
par l’ANPE
• développée par
ARIA
Technologies
• chaîne de
prévision
opérationnelle
utilisée
actuellement par
AtmoSud
• dernière
configuration de
la chaine AIRES:
LISA &
RAMBOLL
amélioration de la
prise en compte des
poussières
désertiques
Modèle de chimie-transport : CHIMERE
13/12/2018 6
TUN’AIR AIRESv5 AIRESv6
• chaîne de
prévision utilisée
par l’ANPE
• développée par
ARIA
Technologies
• chaîne de
prévision
opérationnelle
utilisée
actuellement par
AtmoSud
• dernière
configuration de
la chaine AIRES:
LISA &
RAMBOLL
amélioration de la
prise en compte des
poussières
désertiques
Partage des fichiers « namelist » : fichiers de configurations
Partenariat de recherche LISA/AtmoSud: audit et amélioration de la chaîne AIRESv5
Coopération RAMBOLL/AtmoSud: amélioration de la prise en compte des poussières désertiques dans CAMx
Coopérations LISA & RAMBOLL
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Pertinence du
Domaine Europe ?
90x90 mailles
maille de 36km
Comment mieux prendre en compte les poussières d’origine désertiques (DUST) ?
Domaines de simulation météo
13/12/2018 8
Agrandissement du domaine
13/12/2018 9
Agrandissement du domaine
13/12/2018 10
Agrandissement du domaine
13/12/2018 11
Domaines Mailles (en km)Taille du domaine (en
maille)Temps CPU
EUR36 36 x 36 90 x 90 3h30
EUR36+ 36 x 36 182 x 152 3h50
Episodes de pollution
13/12/2018 12
4 périodes de simulation:
répartition sur différentes saisons
tester les différentes configurations
cibler des polluants
améliorer la modélisation des DUST
Sélection des épisodes:
Episodes de pollution
13/12/2018 13
Sélection de 4 épisodes pour lesquels la concentration en poussière
saharienne était élevée:
25 mars au 10 avril 2016
15 au 30 octobre 2016
1er au 30 janvier 2017
15 juillet au 6 août 2017
Evaluer l’amélioration de la modélisation des DUST suite à l’audit de
la chaîne
Episodes de pollution
13/12/2018 14
Sélection de 4 épisodes pour lesquels la concentration en poussière
saharienne était élevée:
25 mars au 10 avril 2016
15 au 30 octobre 2016
1er au 30 janvier 2017
15 juillet au 6 août 2017
Run de référence = configuration AIRESv5 actuelle
Cartographie des polluants principaux: PM10, PM2.5, NO2, O3 et DUST
DUST
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Site web AIRES Méditerranée
13/12/2018 16
Site Internet AIRES Méditerranée : www.aires-mediterranee.org
Coopération inter-AASQA
Présentation de la plateforme AIRES
Visualisation des sorties de la chaîne AIRES
Site web AIRES Méditerranée
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Collaboration avec le LISA
13/12/2018 18
Proposition d’une configuration optimisée Nouvelle référence
Extension du domaine sur la verticale : passage de 500 mbar / 8
niveaux à 200 mbar/20 niveaux
Changement de paramétrisation : humidité du sol / équilibre
thermodynamique de l’aérosol inorganique
Choix des inventaires pour les 3 domaines imbriqués :
HTAP/EMEP/AtmoSud au lieu de HTAP/HTAP/AtmoSud
(sur-représentation des émissions marines anthropiques dans HTAP)
Augmentation du nombre d’itérations du solveur (favorise la
convergence des calculs lors de la résolution des équations physico-
chimiques) sur le domaine cible (région LR/PACA)
Résultats de l’audit du LISA:Nouvelle configuration
13/12/2018 19
Peu de changements apportés par la nouvelle configuration
PM10 Version AIRES référence PM10 Version optimisée
Résultats de l’audit du LISA:Nouvelle configuration
13/12/2018 20
• Concentrations en PM dans la méditerranée pilotées par l’apport de dust,
mais peu d’effet sur la zone cible du choix schéma de soulèvement
les observations, mais pas d’effet significatif sur la
restitution de l’amplitude de l’épisode
PM10 Version AIRES référence PM10 Version optimisée Dust Version optimisée
Résultats de l’audit du LISA: Nouvelle configuration
13/12/2018 21
• Episode simulé toujours bien phasé avec les observations, mais pas d’effet
significatif sur la restitution de l’amplitude de l’épisode
les observations, mais pas d’effet significatif sur la
restitution de l’amplitude de l’épisode
PM10 Version AIRES référence PM10 Version optimisée
Résultats de l’audit du LISA:Nouvelle configuration
13/12/2018 22
• Episode simulé toujours bien phasé avec les observations, mais pas d’effet
significatif sur la restitution de l’amplitude de l’épisode
les observations, mais pas d’effet significatif sur la
restitution de l’amplitude de l’épisode
PM10 Version AIRES référence PM10 Version optimisée
Résultats de l’audit du LISA:schéma de saltation
13/12/2018 23
• Excès de soulèvement avec le nouveau schéma
Concentrations très fortes sur les deux grands domaines : tester la stabilité du schéma face au vent
sur d’autres épisodes schéma déterminant pour restituer l’épisode
Bonne restitution sur Marseille : perçu comme une coïncidence
26 octobre 2016:
les observations, mais pas d’effet significatif sur la
restitution de l’amplitude de l’épisode
PM10 Version optimisée (à gauche)
PM10 Nouveau schéma (à droite)
Résultats de l’audit du LISA:variabilité quotidienne
13/12/2018 24
Pas de solution qui permette immédiatement de corriger les biais L’absence d’amplitude dans la restitution des pics saisonniers de particules et des pics
diurnes hivernaux ne peut actuellement pas être résolue par les choix de configuration, ni
même d’inventaire sur le domaine intermédiaire
les observations, mais pas d’effet significatif sur la
restitution de l’amplitude de l’épisodePM10 Marignane, hiver 2017
Amélioration non systématique cependant constatée sur certains sites et périodes
PM2.5 Gardanne, été 2017 (échelles différentes)
Résultats de l’audit du LISA:variabilité quotidienne
13/12/2018 25
Amélioration des valeurs absolues et de la variabilité de l’ozone
Observé sur l’ensemble des saisons simulées et la plupart des sites
continentaux
O3 Version
AIRES référence
O3 Version optimisée
O3 OHP, printemps 2016 (échelles différentes).
Résultats de l’audit du LISA: effet des conditions aux limites
13/12/2018 26
L’inventaire HTAP produit de fortes émissions liée au trafic maritime
Intensité suspectée d’être excessive, à évaluer avec l’aide de données de
terrain
Résultats de l’audit du LISA: effet hauteur d’émission
13/12/2018 27
Concentrations en particules beaucoup plus élevées sur tous les points de grille
associés à des émissions de type industriel, ou sous le vent immédiat de ces
zones Pas d’effet sur les zones urbaines à fort environnement routier
Effet majeur en zone industriel ou certains sites potentiellement en aval à
investiguer
Version optimisée Sensibilité hauteur d’émission
PM2.5 Manosque, automne 2016 (échelles différentes).
Test du schéma chimique gazeux SAPRC en remplacement de MELCHIOR
intérêt du passage à un schéma chimique proposant une spéciation
plus détaillée des VOC ? Peu d’effet sur les PM et sur l’ozone ici (non
montré)
Test du schéma d’advection PPM (Parabolic Piecewise Method) en
remplacement de Van Leer
Aucun effet sur la structure et l’intensité des champs de concentration
des différentes espèces (non montré ici)
Test de sensibilité des résultats aux hauteurs d’émission
Ramener l’ensemble des émissions dans le premier niveau du
modèle, afin d’estimer l’impact des choix actuels de hauteurs
d’émission
Changement du schéma de saltation
Amélioration de la restitution des épisodes de poussières désertiques
par le modèle CHIMERE ?
Simulation sur l’épisode touché par ce phénomène (automne)
Conclusions LISA
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Intégration du module autonome de poussières désertiques WBDUST
• WBDUST génère les émissions de poussières désertiques au format CAMx
• La calcul des émissions de poussières dépend du type de sols (plage, désert,
rocher...), du vent à la surface, de la densité atmosphérique, de la densité des
particules, du contenu argileux, l’humidité des sols, le type de végétation et des
ajustements topographiques depuis les données météo WRFCAMx
• permet de prendre en compte les poussières terrigènes (0,04-2,5 µm et 2,5-10 µm) et
les éléments traces tels que Na, Mg, Ca et K (en fonction de la composition des sols)
Intégration de la nouvelle version de MEGAN• modèle d’émission pour l’estimation des aérosols et des gaz issus des écosystèmes
terrestres
• 150 traceurs considérés et convertis pour les mécanismes chimiques les plus
communs
En phase de test et d’implémentation dans notre chaîne de
prévision opérationnelle
Collaboration avec RAMBOLL
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En phase de test et d’implémentation dans notre chaîne de
prévision opérationnelle : www.aires-mediteranee.org
Collaboration avec RAMBOLL
13/12/2018 30
CAMx /CHIMERE
En phase de test et d’implémentation dans notre chaîne de
prévision opérationnelle : www.aires-mediteranee.org
Collaboration avec RAMBOLL
13/12/2018 31
CHIMERE seul
Modèle de chimie-transport : CHIMERE
13/12/2018 32
TUN’AIR AIRESv5 AIRESv6
• chaîne de
prévision utilisée
par l’ANPE
• développée par
ARIA
Technologies
• chaîne de
prévision
opérationnelle
utilisée
actuellement par
AtmoSud
• dernière
configuration de
la chaine AIRES:
LISA &
RAMBOLL
amélioration de la
prise en compte des
poussières
désertiques
Partage des fichiers « namelist » : fichiers de configurations
33
TUNAIR
WRF / CHIMERE : TUNAIR (TN)
WRF / CHIMERE : AIRES (FR)
PMSS : TUNAIR HR GABES (TN)
Pas d’équivalent en région Sud (FR)
TUNAIR & TUNAIR HR : système de prévision de la
qualité de l’air UNIQUE en Afrique
Equipe modélisation
13/12/2018 34
Damien Piga – [email protected] Jaquinot – [email protected]
Romain Souwaine – [email protected] Rocher – [email protected]
Romain Derain – [email protected] Hourani – [email protected] Guttierez – [email protected]
Damien Bouchard – [email protected] Oppo – [email protected]
23/11/201835
Merci de votre attention
Publications GOUV’AIRNANCE 2016 à 2018 :
www.atmosud.org (données & Publications : Gabès)
www.aires-mediterranee.org/presentation_gabes.html
www.atmosud.org/fiche-etude/gouvairnance-gabes
www.facebook.com/Gouvairnance-Gab%C3%A8s-340620456427530/?modal=admin_todo_tour
www.lesbonsplanspourlair.org/-GOUV-AIRNANCE-en-Mediterranee-309-
www.anpe.nat.tn/Fr/
Contacts
• Dalila Taieb (ANPE) : [email protected]
• Sonia Oppo (AtmoSud) : [email protected]
• Jérémy Sandonnat (AtmoSud) : [email protected]
• Alexandre Armengaud (AtmoSud) : [email protected]
