Modelisation Multi Echelles De La Composition Chimique Des Aerosols

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Modélisation multi-échelles de la composition chimique des aérosols

Author : Alexandre Berger
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Book Synopsis Modélisation multi-échelles de la composition chimique des aérosols by : Alexandre Berger

Download or read book Modélisation multi-échelles de la composition chimique des aérosols written by Alexandre Berger and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les aérosols atmosphériques jouent un rôle majeur dans les questions environnementales liées au climat, à la qualité de l'air et à la santé humaine. Les aérosols organiques (AO) constituent une part importante de la masse particulaire totale. Or les mécanismes de formation des AO sont mal connus. En particulier, un enjeu actuel reste la définition des composés organiques semi-volatils (COSV) issus de l'oxydation dans l'atmosphère de composés organiques volatils (COV) qui vont condenser sur ou au sein des aérosols préexistants pour former les aérosols organiques secondaires (AOS). De récentes études en laboratoire ont montré la contribution des COV oxygénés (COVO) dans la formation de composés organiques faiblement volatils en phase aqueuse. Ces études restent cependant incomplètes et il y a un besoin urgent de mieux comprendre la photochimie en phase aqueuse des espèces polyfonctionnelles et d'étudier l'influence des paramètres pertinents pour l'atmosphère (pH, concentrations initiales, présence de composés inorganiques) sur les processus de formation des AOS. Ces voies de formation d'AOS doivent être prises en compte dans les modèles atmosphériques. L'objectif de ce travail est d'évaluer la formation potentielle d'AOS produits lors d'un évènement nuageux observé à la station du Puy de Dôme à l'aide de simulations réalisées avec le modèle Méso-NH. Le réalisme des simulations pour la formation des AOS dépend de l'intégration, dans le schéma chimique en phase gazeuse, des espèces chimiques pertinentes, notamment les COV et leurs produits. Le mécanisme ReLACS2 répond à cette exigence et prend en compte à la fois les précurseurs de l'ozone et la formation des AOS. Ce dernier mécanisme est couplé avec le module ORILAM-SOA qui intègre le partitionnement gaz/particule des espèces inorganiques et organiques et les processus de nucléation, de condensation/évaporation, d'activation et de dynamique des aérosols. Dans un premier temps, ce couplage est évalué sur trois cas d'études réels sur l'Europe dans des conditions météorologiques contrastées. Un exercice d'inter-comparaison des modèles Méso-NH et WRF/CHEM ainsi qu'une comparaison de ces modèles avec les observations in-situ sont réalisés. Dans un deuxième temps, un premier travail de développement conduit à inclure les COVO, solubles et légers (jusqu'à 4 carbones), et la réactivité en phase associée, dans le mécanisme ReLACS2, avant de considérer la formation des AOS en phase aqueuse. Un nouveau mécanisme chimique, ReLACS3, est crée. Parallèlement, un second développement permet d'inclure la part des noyaux de condensation nuageux (CCN) dans la chimie de la goutte d'eau pour obtenir un couplage entre la phase gazeuse, aqueuse et particulaire. Avant de tester ces développements, une simulation 2D idéalisée d'un nuage orographique, observé lors d'une campagne de mesures intensives à la station du puy-de-Dôme durant l'été 2011, est réalisée. Cette étude permet de mettre en évidence le potentiel impact de la réactivité en phase aqueuse et de l'activation des CCN sur la formation des AOS.

Modélisation d'une population d'aérosols multi-sources et recherche des contributions de chaque source à l'échelle urbaine avec le modèle de dispersion CHIMERE

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Author : Hilel Dergaoui
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Book Synopsis Modélisation d'une population d'aérosols multi-sources et recherche des contributions de chaque source à l'échelle urbaine avec le modèle de dispersion CHIMERE by : Hilel Dergaoui

Download or read book Modélisation d'une population d'aérosols multi-sources et recherche des contributions de chaque source à l'échelle urbaine avec le modèle de dispersion CHIMERE written by Hilel Dergaoui and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de cette thèse est le développement et la validation d'un modèle numérique de la dynamique des particules en mélange externe et résolu en taille. Afin de suivre plusieurs compositions chimiques par classe de tailles, une nouvelle approche est présentée dans laquelle la composition chimique des particules est elle-même discrétisée suivant la fraction d'un ou plusieurs des constituants chimiques (e.g. suie, sulfate). Cette approche a pour but de mieux simuler l'évolution d'une population de particules à l'échelle locale et de particulariser des compositions chimiques typiques de certaines sources. Dans l'atmosphère, les particules interagissent essentiellement entre elles et avec les polluants gazeux par coagulation et condensation/évaporation. La première partie de la thèse a été consacrée à l'élaboration du modèle pour la coagulation, processus physique qui s'avère le plus complexe à modéliser selon notre approche du mélange externe. Dans un premier temps, les équations de la coagulation en mélange externe sont présentées et discrétisées suivant un nombre arbitraire de classe de tailles et de compositions chimiques. Plusieurs simulations numériques ont ensuite été effectuées avec ce modèle sur un même cas d'étude, en utilisant deux, trois et quatre composants chimiques. On vérifie à chaque fois que les résultats de la simulation numérique en mélange externe sont cohérents avec ceux du mélange interne du cas d'étude. Les résultats de ces simulations permettent d'apprécier l'effet de mélange de la coagulation qui produit, à partir de particules monocomposées, des particules bicomposées et tricomposées. Étant donné la complexité croissante d'un tel modèle, une attention toute particulière a été portée à l'implémentation numérique et à l'optimisation des algorithmes choisis. L'extension de cette approche à la condensation/évaporation constitue le prochain développement de ce modèle, nous en posons les bases théoriques en annexe. S'il existe aujourd'hui des données de mesure résolues en taille (SMPS), il n'y en a pas encore qui puissent être réellement validantes pour ce modèle de mélange externe, c'est-à-dire qui distinguent quantitativement plusieurs compositions chimiques par classe de taille. Aussi, dans la seconde partie de la thèse, nous avons envisagé le protocole d'une expérience en chambre permettant de mettre en évidence le mélange par coagulation de deux populations de particules de compositions différentes et d'apporter des données validantes pour le modèle développé. Deux séries d'expériences ont été menées, la première dans la chambre de grand volume CESAM et la seconde, dans le réacteur de petit volume de l'INERIS. La première série a mis en évidence l'homococagulation de chaque distribution polydispersée prise séparément et dans une moindre mesure, l'hétérocoagulation des deux distributions de nature différentes (NaBr et KBr) entre elles. La seconde série a montré la possibilité d'observer simultanément deux distributions monodispersées de particules de compositions différentes (CaSO4 et KBr), prérequis pour ce cas. Au final, les résultats de mesure se sont avérés insuffisants pour produire des données validantes pour le modèle, à cause du trop grand écart-type des distributions polydispersées dans la chambre de grand volume et à cause du dépôt au paroi qui domine dans le réacteur de petit volume. Des analyses au microscope électronique ont cependant attesté de la présence de particules issues de la coagulation entre les deux natures. A la suite des différentes expériences menées, nous revenons sur le protocole envisagé et proposons quelques pistes d'améliorations.

Air Pollution Modeling and its Application XXIV

Author : Douw G. Steyn
Publisher : Springer
ISBN 13 : 3319244787
Total Pages : 640 pages
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Book Synopsis Air Pollution Modeling and its Application XXIV by : Douw G. Steyn

Download or read book Air Pollution Modeling and its Application XXIV written by Douw G. Steyn and published by Springer. This book was released on 2016-02-10 with total page 640 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Current developments in air pollution modelling are explored as a series of contributions from researchers at the forefront of their field. This newest contribution on air pollution modelling and its application is focused on local, urban, regional and intercontinental modelling; data assimilation and air quality forecasting; model assessment and evaluation; aerosol transformation. Additionally, this work also examines the relationship between air quality and human health and the effects of climate change on air quality. The work is comprised of selected papers presented at the 34th International Technical Meeting on Air Pollution Modelling and its Application held in Montpellier, France in 2015. The book is intended as reference material for students and professors interested in air pollution modelling at the graduate level as well as researchers and professionals involved in developing and utilizing air pollution models.

Modélisation des aérosols à l'aide du modèle de chimie transport MOCAGE

Author : Jonathan Guth
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ISBN 13 :
Total Pages : 230 pages
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Book Synopsis Modélisation des aérosols à l'aide du modèle de chimie transport MOCAGE by : Jonathan Guth

Download or read book Modélisation des aérosols à l'aide du modèle de chimie transport MOCAGE written by Jonathan Guth and published by . This book was released on 2015 with total page 230 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de cette thèse est de réaliser un bilan des aérosols atmosphériques sur le bassin méditerranéen et de caractériser la qualité de l'air de cette région en se focalisant sur des indicateurs d'exposition à long terme. Basés sur des simulations du modèle de chimie-transport MOCAGE, (MOdèle de Chimie Atmosphérique à Grande Échelle), les travaux portent dans un premier temps sur le développement d'un module permettant de prendre en compte les aérosols inorganiques secondaires. Ce module a été validé à différentes échelles et avec différents types de données. Le modèle MOCAGE a ensuite servi à simuler la composition chimique de l'atmosphère sur le bassin méditerranéen pour l'année 2013. Nous avons ainsi pu montrer que le bassin méditerranéen est une région exportatrice d'aérosols. Nous avons également étudié l'impact des émissions anthropiques maritimes et côtières sur le bilan des aérosols et la qualité de l'air dans la région méditerranéenne.

Approche multi-échelle de la formation des particules secondaires

Author : Julien Boulon
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Book Synopsis Approche multi-échelle de la formation des particules secondaires by : Julien Boulon

Download or read book Approche multi-échelle de la formation des particules secondaires written by Julien Boulon and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le cadre de l'étude de l'évolution du système climatique terrestre, comprendre la composition gazeuse et particulaire de l'atmosphère est un enjeu majeur dans notre compréhension de la Terre et de son atmosphère, de son passé et de son évolution à venir. Les aérosols secondaires, i.e. formés par nucléation, représentent la source la plus importante en nombre des aérosols atmosphériques mais prédire où, quand et en quelle proportion ces aérosols sont formés dans l'atmosphère demeure à ce jour un exercice peu fiable. C'est dans ce contexte que cette étude s'est attachée à compléter nos connaissances des processus conduisant à la formation et à la croissance des particules atmosphériques secondaires. Des études réalisées à partir de mesures de terrain à long terme sur différents sites d'altitude en Europe ont permis de mettre en évidence différentes spéciations verticales de la nucléation démontrant que ce phénomène semble être jusqu'à deux fois plus fréquents à la frontière avec la basse troposphère libre que dans la couche limite planétaire. D'autre part ces mêmes études ont pu mettre en évidence que les mécanismes conduisant à la nucléation de nouvelles particules se différencient avec l'altitude impliquant un rôle plus important de la voie de formation induite par les ions ainsi que des composés organiques volatils. La contribution de cette dernière famille de composés à la nucléation a été également testée durant plusieurs campagnes d'expérimentation en systèmes réactifs ainsi qu'en chambre de simulation atmosphérique. Différents comportements et paramétrisation de la nucléation selon la nature chimique du composé parent ont pu être mis en évidence. Enfin, des études numériques réalisées à partir de données de terrain et d'expérimentation ont permis d'explorer, d'infirmer, de confirmer et de proposer différentes approches numériques afin de simuler les évènements de formation des aérosols secondaires.

Aerosols

Author : Pratim Biswas
Publisher : Walter de Gruyter GmbH & Co KG
ISBN 13 : 3110729482
Total Pages : 180 pages
Book Rating : 4.1/5 (17 download)

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Book Synopsis Aerosols by : Pratim Biswas

Download or read book Aerosols written by Pratim Biswas and published by Walter de Gruyter GmbH & Co KG. This book was released on 2022-07-18 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Aerosol science and engineering is a vibrant field of particle technology and chemical reaction engineering. The book presents a timely account of this interdisciplinary topic and its various application areas. It will be of interest to scientists or engineers active in aerosol physics, aerosol or colloid chemistry, atmospheric processes, and chemical, mechanical, environmental and/or materials engineering.

Introduction to Aerosol Modelling

Author : David L. Topping
Publisher : John Wiley & Sons
ISBN 13 : 1119625718
Total Pages : 372 pages
Book Rating : 4.1/5 (196 download)

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Book Synopsis Introduction to Aerosol Modelling by : David L. Topping

Download or read book Introduction to Aerosol Modelling written by David L. Topping and published by John Wiley & Sons. This book was released on 2022-08-15 with total page 372 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: INTRODUCTION TO AEROSOL MODELLING Introduction to Aerosol Modelling: From Theory to Code An aerosol particle is defined as a solid or liquid particle suspended in a carrier gas. Whilst we often treat scientific challenges in a siloed way, aerosol particles are of interest across many disciplines. For example, atmospheric aerosol particles are key determinants of air quality and climate change. Knowledge of aerosol physics and generation mechanisms is key to efficient fuel delivery and drug delivery to the lungs. Likewise, various manufacturing processes require optimal generation, delivery and removal of aerosol particles in a range of conditions. There is a natural tendency for the aerosol scientist to therefore work at the interface of the traditional academic subjects of physics, chemistry, biology, mathematics and computing. The impacts that aerosol particles have are linked to their evolving chemical and physical characteristics. Likewise, the chemical and physical characteristic of aerosol particles reflect their sources and subsequent processes they have been subject to. Computational models are not only essential for constructing evidence-based understanding of important aerosol processes, but also to predict change and impact. Whilst existing textbooks provide an overview of theoretical frameworks on which aerosol models are based, there is a significant gap in reference material that provide training in translating theory into code. The purpose of this book is to provide readers with exactly that. In following the content provided in this book, you will be able to reproduce models of key processes that can either be used in isolation or brought together to construct a demonstrator 0D box-model of a coupled gaseous-particulate system. You may be reading this book as an undergraduate, postgraduate, seasoned researcher in the private/public sector or as someone who wishes to better understand the pathways to aerosol model development. Wherever you position yourself, it is hoped that the tools you will learn through this book will provide you with the basis to develop your own platforms and to ensure the next generation of aerosol modellers are equipped with foundational skills to address future challenges in aerosol science.

Modélisation régionale de la composition chimique des aérosols prélevés au puy de Dôme (France)

Author : Christelle Barbet
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Book Synopsis Modélisation régionale de la composition chimique des aérosols prélevés au puy de Dôme (France) by : Christelle Barbet

Download or read book Modélisation régionale de la composition chimique des aérosols prélevés au puy de Dôme (France) written by Christelle Barbet and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans l'atmosphère, les particules d'aérosol jouent un rôle clef sur le climat et, par leur action sur la qualité de l'air, ont un impact néfaste sur la santé publique. Ces particules sont composées d'un mélange complexe d'espèces inorganiques et organiques formées à partir d'une grande variété de sources. Si les sources et mécanismes de production des espèces inorganiques sont désormais relativement bien connus, la caractérisation de la fraction organique des aérosols est beaucoup plus complexe : elle est constituée d'aérosols organiques primaires, émis directement dans l'atmosphère, et d'aérosols organiques secondaires (AOS) produits par la conversion gaz-particules de Composés Organiques Volatils (COV). Afin de comprendre les processus de formation des aérosols organiques, des modèles tridimensionnels de chimie-transport sont mis en œuvre. Or, à ce jour, les concentrations en aérosols organiques observées dans l'atmosphère demeurent sous-estimées par ces modèles. L'objectif de cette thèse est d'étudier les différents processus de transport, d'émissions et de transformations chimiques intervenant dans la formation des aérosols organiques à partir du modèle de chimie-transport WRF-Chem (Weather Research and Forecasting - Chemistry). Les sorties du modèle ont été comparées à des mesures effectuées à la station du puy de Dôme au cours de trois situations correspondant à trois saisons (automne, hiver, été) durant lesquelles des masses d'air de diverses origines ont été échantillonnées. Ces mesures documentent les conditions météorologiques, les propriétés des espèces chimiques gazeuses et des particules d'aérosol. En particulier, les mesures fournies par un spectromètre de masse (AMS : Aerosol Mass Spectrometer), fournissent de informations détaillées sur la variabilité temporelle de la composition chimique des aérosols et notamment sur leur concentration en masse. Les comparaisons modèle/mesures ont montré que les variations saisonnières de la composition chimique des aérosols observées au puy de Dôme étaient bien capturées par le modèle. Cependant, il s'est avéré que les concentrations en aérosols organiques étaient fortement sous-estimées par le modèle et plus particulièrement lors de la situation d'été. La confrontation des origines des masses d'air simulées par le modèle WRF-Chem à celles déterminées par le modèle lagrangien HYSPLIT reconnu pour l'étude de la dispersion atmosphérique et l'analyse des variations de la localisation du sommet du puy de Dôme vis-à-vis de la couche limite atmosphérique ont mis en évidence que le transport était correctement reproduit par le modèle. Les mesures de gaz disponibles au puy de Dôme ont mis en évidence une forte sous-estimation des concentrations en COV d'origine anthropique simulées par le modèle. Des tests de sensibilité ont été réalisés sur les émissions de ces espèces pour restituer les niveaux de concentration observés. Les émissions et les rendements en AOS des COV d'origine anthropique implémentés dans la paramétrisation VBS dédiée aux aérosols organiques dans le modèle ont pu être modifiés afin de reproduire les niveaux de concentration en aérosols organiques observés au puy de Dôme.

ETUDE DE QUELQUES INTERACTIONS AEROSOL-NUAGE-RAYONNEMENT

Author : Olivier Boucher
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Total Pages : 223 pages
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Book Synopsis ETUDE DE QUELQUES INTERACTIONS AEROSOL-NUAGE-RAYONNEMENT by : Olivier Boucher

Download or read book ETUDE DE QUELQUES INTERACTIONS AEROSOL-NUAGE-RAYONNEMENT written by Olivier Boucher and published by . This book was released on 1995 with total page 223 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA QUESTION DE L'INFLUENCE DES AEROSOLS SUR LE CLIMAT EST DEVENUE PRIMORDIALE POUR LA COMPREHENSION DU SYSTEME CLIMATIQUE. LES AEROSOLS SONT EN EFFET SUSCEPTIBLES D'AVOIR CONTREBALANCE, TOUT DU MOINS EN PARTIE, L'EFFET DE SERRE ADDITIONNEL DES GAZ TRACES D'ORIGINE ANTHROPIQUE DEPUIS LE DEBUT DE L'ERE INDUSTRIELLE. ILS INFLUENCENT LE CLIMAT PAR LEUR EFFET SUR LE RAYONNEMENT ATMOSPHERIQUE. CET EFFET PEUT ETRE DIRECT PAR DIFFUSION ET ABSORPTION DU RAYONNEMENT SOLAIRE ET TELLURIQUE, OU INDIRECT PAR L'INTERMEDIAIRE DES NUAGES DONT ILS MODIFIENT LES PROPRIETES MICROPHYSIQUES ET OPTIQUES. CETTE THESE ABORDE LE PROBLEME DES AEROSOLS A L'ECHELLE GLOBALE, AVEC POUR OBJET DE QUANTIFIER LES FORCAGES RADIATIFS DIRECT ET INDIRECT DES AEROSOLS. LE PREMIER CHAPITRE EST CONSTITUE D'UNE BREVE INTRODUCTION ET DE RAPPELS THEORIQUES SUR LES AEROSOLS, LEUR ACTIVATION DANS LES NUAGES ET LEURS PROPRIETES OPTIQUES. LE SECOND CHAPITRE PRESENTE BRIEVEMENT LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DU MODELE DE CIRCULATION GENERALE UTILISE PAR LA SUITE, ET EN PARTICULIER LES PARAMETRISATIONS DE LA CONDENSATION, DE LA PRECIPITATION ET DU TRANSFERT RADIATIF. LE TROISIEME CHAPITRE ABORDE LA PROBLEMATIQUE DES EFFETS CLIMATIQUES DES AEROSOLS ET PRESENTE LES TRAVAUX DEJA EFFECTUES SUR LE SUJET. EN PARTICULIER, UNE PRESENTATION DES MODELES DE CHIMIE-TRANSPORT UTILISES DANS CETTE ETUDE EST REALISEE. SEULS SONT D'AILLEURS PRIS EN COMPTE ICI LES AEROSOLS SOUFRES. L'EFFET DIRECT EST ABORDE AU TRAVERS D'UNE ETUDE DE SENSIBILITE A LA TAILLE DES AEROSOLS ET A LA COMPOSITION CHIMIQUE DES AEROSOLS SOUFRES. CONTRAIREMENT A UNE IDEE REPANDUE, LA TAILLE DES AEROSOLS, POURVU QUE CEUX-CI RESTENT DANS LE MODE D'ACCUMULATION, ET LA COMPOSITION CHIMIQUE DES AEROSOLS, POUR LE SYSTEME NH#4/SO#4/H#2O, JOUENT UN ROLE LIMITE DANS LA DETERMINATION DU FORCAGE RADIATIF. DES CALCULS RADIATIFS, EFFECTUES SUR UNE COLONNE ISOLEE AVEC DES MODELES DE COMPLEXITE CROISSANTE, NOUS PERMETTENT DE DRESSER UNE LISTE DES FACTEURS EXTERNES QUI MODULENT FORTEMENT L'EFFET DIRECT DES AEROSOLS, COMME L'ANGLE ZENITHAL DU RAYONNEMENT SOLAIRE INCIDENT, LA NEBULOSITE, OU L'ALBEDO DE SURFACE. LES CORRELATIONS ENTRE CES PARAMETRES SONT UNE SOURCE POTENTIELLE IMPORTANTE D'INCERTITUDES DANS LE CALCUL DE L'EFFET DIRECT. DANS LE CINQUIEME CHAPITRE, NOUS UTILISONS DEUX APPROCHES FORT DIFFERENTES POUR ESTIMER L'EFFET INDIRECT. LA PREMIERE REPOSE SUR UNE RELATION EMPIRIQUE ENTRE LA CONCENTRATION MASSIQUE EN SULFATES ET LA CONCENTRATION DU NUAGE EN GOUTTELETTES. LA SECONDE EXPLOITE LE CONTRASTE HEMISPHERIQUE DE TAILLE DE GOUTTELETTES OBSERVE PAR SATELLITE. CES DEUX ESTIMATIONS CONDUISENT, DE MANIERE QUELQUE PEU FORTUITE, A DES FORCAGES RADIATIFS SIMILAIRES. TOUTEFOIS, CES DEUX APPROCHES RESTENT DES ETUDES DE SENSIBILITE ; UNE QUANTIFICATION DES INCERTITUDES, LORSQUE CELA EST POSSIBLE, NOUS APPELLE EN EFFET A BEAUCOUP DE PRUDENCE. LA DERNIERE PARTIE PRESENTE UNE PARAMETRISATION PLUS COMPLETE, MAIS PRELIMINAIRE, DE LA MICROPHYSIQUE DES NUAGES D'EAU LIQUIDE ET CONSTITUE UN PREMIER PAS VERS UNE MEILLEURE PRISE EN COMPTE DES EFFETS INDIRECTS DES AEROSOLS DANS UN MODELE DE CIRCULATION GENERALE

Modélisation des aérosols et de leurs propriétés optiques sur l'Europe et l'Ile de France

Author : Marilyne Tombette
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Book Synopsis Modélisation des aérosols et de leurs propriétés optiques sur l'Europe et l'Ile de France by : Marilyne Tombette

Download or read book Modélisation des aérosols et de leurs propriétés optiques sur l'Europe et l'Ile de France written by Marilyne Tombette and published by . This book was released on 2013 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les aérosols constituent un enjeu important pour l'étude de l'atmosphère. En effet, ils ont des conséquences sanitaires néfastes, modifient la visibilité et ont sur le bilan radiatif des effets directs (absorption/réfraction de la lumière), semi-directs (modification du profil vertical de température) et indirects (impact sur la formation des nuages en tant que noyaux de condensation). Leur modélisation est particulièrement complexe, aussi bien physiquement que numériquement. L'objectif de cette thèse est d'évaluer les performances et les limitations des systèmes de modélisation des aérosols aux échelles régionales et continentales. Quelle est la robustesse des modèles et des évaluations des performances des modèles par comparaison avec des données mesurées ? Quel peut être l'apport des systèmes d'assimilation de données ? Une première partie porte sur l'évaluation d'un modèle d'aérosols résolu en taille au sein de la plateforme Polyphemus sur des cas régionaux (Europe et Île-de-France) pour plusieurs bases de données. Les indicateurs sont les masses totales (comme les PM10, particules de diamètre inférieur à 10 μm), la composition chimique et la granulométrie. Les sorties du modèle ont été adaptées afin de pouvoir être comparées à des données optiques (épaisseur optique, coefficient d'extinction) issues de photomètres ou de lidars. Une deuxième partie du travail de thèse a consisté à étudier la sensibilité du modèle à différentes para métrisations physiques et méthodes numériques. Sur cette base, les méthodes de prévision d'ensemble pour les aérosols donnent des résultats préliminaires encourageants. Une dernière partie étudie l'apport éventuel d'un système d'assimilation de données. La méthode d'interpolation optimale a ainsi été utilisée afin d'assimiler des données de PM10 au sol. L'impact de l'assimilation sur les résultats en prévision a été évalué.

Impact des aérosols sur le cycle de vie du brouillard

Author : Jérôme Rangognio
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Book Synopsis Impact des aérosols sur le cycle de vie du brouillard by : Jérôme Rangognio

Download or read book Impact des aérosols sur le cycle de vie du brouillard written by Jérôme Rangognio and published by . This book was released on 2011 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le rôle des particules atmosphériques dans la formation des gouttelettes nuageuses a fait l'objet de nombreux travaux, du point de vue expérimental comme numérique. Ce travail s'intéresse au brouillard radiatif. La particularité de ce type de nuage est qu'il se forme dans les basses couches de l'atmosphère, directement en contact avec la surface, là où les concentrations en particules d'aérosols sont les plus élevées. Pour comprendre l'impact de ces particules d'aérosols sur le cycle de vie du brouillard, deux campagnes de mesures ParisFOG et ToulouseFOG ont été réalisées. Après un état de l'art général sur les caractéristiques des aérosols atmosphériques, plusieurs cas de brouillards radiatifs sont présentés, en insistant plus particulièrement sur les propriétés des aérosols et des gouttelettes nuageuses mesurées au cours de ces deux campagnes de mesures. Il apparaît en général très difficile de mettre en avant des interprétations physiques basées uniquement sur les observations. Pour répondre à cette problématique, des simulations numériques 1-D ont été réalisées en utilisant le modèle météorologique Méso-NH, incluant le module d'aérosol ORILAM couplé à un schéma microphysique nuageux à deux-moments. Le schéma d'activation des aérosols est basé sur les travaux d'Abdul-Razzak (2004() Ce schéma permet de prendre en compte la nature chimique et la granulométrie des particules d'aérosols observées. Dans cette approche, la nécessité d'une démarche conjointe entre l'observation et la modélisation numérique est clairement apparue. Des études "off-line" de sensibilité de l'activation des CCN (Cloud Condensation Nuclei) à la concentration en nombre, la taille et la composition chimique des aérosols ont été réalisées en utilisant seulement le schéma d'activation d'Abdul-Razzak (2004). Les interactions avec les autres processus physiques n'ont pas été pris en compte pour ces études "off-line". Différents régimes de l'activation des CCN et une valeur critique de la concentration en nombre d'aérosols ont été mis en évidence. Ce nombre critique d'aérosols correspond au maximum de gouttelettes formées pour un taux de refroidissement et une composition chimique de l'aérosol donnés...

Les aérosols

Author : Bruno Guillaume
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Book Synopsis Les aérosols by : Bruno Guillaume

Download or read book Les aérosols written by Bruno Guillaume and published by . This book was released on 2010 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: On regroupe sous le nom d'« aérosols carbonés » deux espèces chimiques différentes : le « carbone suie » (« Black Carbon » BC) et le carbone organique ( « Organic Carbon » OC). BC est intégralement émis par les sources de combustion tandis que OC comporte à la fois une partie émise (OC primaire, OCp) et une partie formée secondairement par photochimie dans l'atmosphère (aérosols organiques secondaires, SOA). La complexité de ce type d'aérosols n'est aujourd'hui que peu représentée dans les modèles existants. On relève deux sources principales d'incertitude dans l'étude de l'impact climatique des aérosols carbonés. La première porte sur les inventaires d'émissions, la deuxième sur la modélisation complexe de leur évolution dans l'atmosphère (transport, interactions gaz-particules, dépôts sec et humide). Dans le contexte de ma thèse réalisée au Laboratoire d'Aérologie de Toulouse (LA), j'ai pris en compte cette complexité en développant un inventaire d'émissions d'aérosols carbonés sur l'Europe mais aussi un nouvel outil de modélisation 3D à l'échelle globale. Stratégiquement, mon travail s'articule en cinq étapes:une meilleure caractérisation des inventaires d'émissions de BC et OCp, en développant un nouvel inventaire des sources principales que sont les combustions de fuels fossiles et de biofuels (secteur industriel, secteur domestique, trafic). Cet inventaire, de résolution 25kmx25km, fournit les émissions de BC et OCp pour 1995, 2000, 2005, 2010 et comporte deux zooms régionauxsur la France à la résolution 10kmx10km et sur la région de la campagne Escompte à la résolution 1kmx1km, le développement d'un nouvel outil de modélisation globale de BC et OC (primaire et secondaire) par couplage du module d'aérosol ORISAM (module sectionnel) (LA/INERIS/ADEME) avec le modèle global de chimie-transport TM4 (collaboration LA/KNMI), qui permet à la fois la prise en compte d'une distribution des aérosols suivant 8 classes de taille (0.04μm-10 μm) et la prise en compte d'une composition chimique détaillée des aérosols (BC et OCp constituant le noyau de la particule sur lequel condensent plus de 6 réactifs chimiques organiques/inorganiques), des simulations avec ce nouveau modèle global baptisé ORISAM-TM4, des confrontations de résultats avec les mesures de BC et OC et l'étude du transport longue distance des aérosols, des tests de sensibilité sur la formation des aérosols organiques secondaires (SOA) portant sur différentes familles de composés organiques volatils (COV) précurseurs de SOA et portant également sur l'hygroscopicité des SOA (caractère hydrophile/hydrophobe), enfin, j'ai couplé ce nouvel outil ORISAM-TM4 à un module radiatif pour déterminer les propriétés optiques des aérosols (épaisseur optique, albédo de simple diffusion) en mélange interne à l'échelle globale.

Modélisation à l'échelle moléculaire des aérosols carbonés dans la troposphère

Author : Bastien Radola
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Book Synopsis Modélisation à l'échelle moléculaire des aérosols carbonés dans la troposphère by : Bastien Radola

Download or read book Modélisation à l'échelle moléculaire des aérosols carbonés dans la troposphère written by Bastien Radola and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans ce travail de thèse, des méthodes de simulation numérique ont été utilisées afin de modéliser, à l’échelle moléculaire,l’interaction entre des aérosols carbonés et diverses molécules de l’atmosphère.L’objectif était de caractériser les propriétés physico-chimiques de ces aérosols, qui jouent un rôle majeur dans le climat, en particulier via leur capacité à former des noyaux de condensation pour les molécules d’eau. En premier lieu, les techniques de la dynamique moléculaire ont été appliquées à la détermination de l’organisation d’agrégats d’acide carboxylique sur lesquels sont adsorbées des molécules d’eau. Les résultats montrent une influence à la fois de la température, du taux d’humidité et du type d’acide considéré sur le comportement global des agrégats. Par contre, il a été montré qu’un mélange binaire d’acides n’a que peu d’influence sur ce comportement. En second lieu, des techniques de simulation moléculaires quantiques, à la fois statiques et dynamiques, ont été appliquées à l’étude de la chloration de surfaces de suie, modélisées par de grands HAP, ainsi qu’à la caractérisation de leur affinité pour les molécules d’eau. Les résultats ont montré une forte propension de Cl, Cl2 et HCl à former des HAP chlorés à la faveur de la présence de défauts structurels. Ces structures chlorées présentent une forte hydrophilicité, ce qui pourrait expliquer la nature fortement hygroscopique de suies émises lors d’incendies industriels.

Représentation des processus de transport et de lessivage pour la modélisation de la composition chimique de l'atmosphère à l'échelle planétaire

Download Représentation des processus de transport et de lessivage pour la modélisation de la composition chimique de l'atmosphère à l'échelle planétaire PDF Online Free

Author : Béatrice Josse
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 197 pages
Book Rating : 4.:/5 (492 download)

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Book Synopsis Représentation des processus de transport et de lessivage pour la modélisation de la composition chimique de l'atmosphère à l'échelle planétaire by : Béatrice Josse

Download or read book Représentation des processus de transport et de lessivage pour la modélisation de la composition chimique de l'atmosphère à l'échelle planétaire written by Béatrice Josse and published by . This book was released on 2004 with total page 197 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Modélisation et analyse méso-échelle du cycle de l'aérosol désertique

Author : Olivier Chomette
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 202 pages
Book Rating : 4.:/5 (49 download)

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Book Synopsis Modélisation et analyse méso-échelle du cycle de l'aérosol désertique by : Olivier Chomette

Download or read book Modélisation et analyse méso-échelle du cycle de l'aérosol désertique written by Olivier Chomette and published by . This book was released on 1999 with total page 202 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif du travail présenté est de modéliser le cycle atmosphérique émission-transport-dépôt de l'aérosol désertique afin d'étudier son impact radiatif et de mettre en évidence l'effet qui peut en résulter sur la dynamique de l'atmosphère. On utilise pour cela un modèle méso-échelle, le RAMS, après l'avoir amplement aménagé, de sorte qu'il soit utilisable pour modéliser le cycle des aérosols désertiques pendant un événement couvrant une région (partie du Sahara et de l'océan Atlantique) de 15 millions de km2 durant plusieurs jours. L'aménagement du modèle comporte (i) un module décrivant la physique des soulèvements, incluant une cartographie des états de sol de la moitié Ouest du Sahara, (ii) une procédure décrivant le dépôt sec des particules par gravité, ce qui entraîne l'évolution de la granulométrie au cours du temps et (iii) un code radiatif détaillé permettant la prise en compte de l'aérosol. La détermination des caractéristiques optiques de l'aérosol désertique en fonction de sa granulométrie et de son indice complexe est réalisée pour alimenter le programme de calcul. Les résultats des simulations sont comparés avec les données d'observations disponibles (satellite, mesures photométriques sol, mesures météorologiques) et sont en général en bon accord avec ces dernières. Nous avons montré l'importance de la détermination des vents à la surface des zones d'émission ainsi que de la bonne description des reliefs et de la rugosité des surfaces, pour la qualité de cet accord. L'évaluation de l'impact radiatif de l'aérosol désertique est réalisée par comparaison des bilans radiatifs de l'atmosphère avec et sans aérosol. La même démarche est utilisée pour l'étude de la rétroaction entre la dynamique et la présence d'aérosol dans l'atmosphère. On montre que l'impact radiatif à une rétroaction importante sur les masses soulevées. En revanche l'effet sur la dynamique apparaît négligeable dans le cas étudié.

Geochemical and Biogeochemical Reaction Modeling

Author : Craig M. Bethke
Publisher : Cambridge University Press
ISBN 13 : 1139468324
Total Pages : 564 pages
Book Rating : 4.1/5 (394 download)

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Book Synopsis Geochemical and Biogeochemical Reaction Modeling by : Craig M. Bethke

Download or read book Geochemical and Biogeochemical Reaction Modeling written by Craig M. Bethke and published by Cambridge University Press. This book was released on 2010-12-09 with total page 564 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This book provides a comprehensive overview of reaction processes in the Earth's crust and on its surface, both in the laboratory and in the field. A clear exposition of the underlying equations and calculation techniques is balanced by a large number of fully worked examples. The book uses The Geochemist's Workbench® modeling software, developed by the author and already installed at over 1000 universities and research facilities worldwide. Since publication of the first edition, the field of reaction modeling has continued to grow and find increasingly broad application. In particular, the description of microbial activity, surface chemistry, and redox chemistry within reaction models has become broader and more rigorous. These areas are covered in detail in this new edition, which was originally published in 2007. This text is written for graduate students and academic researchers in the fields of geochemistry, environmental engineering, contaminant hydrology, geomicrobiology, and numerical modeling.

Acoustics, Aeroacoustics and Vibrations

Author : Fabien Anselmet
Publisher : John Wiley & Sons
ISBN 13 : 1119178398
Total Pages : 529 pages
Book Rating : 4.1/5 (191 download)

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Book Synopsis Acoustics, Aeroacoustics and Vibrations by : Fabien Anselmet

Download or read book Acoustics, Aeroacoustics and Vibrations written by Fabien Anselmet and published by John Wiley & Sons. This book was released on 2016-01-07 with total page 529 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This didactic book presents the main elements of acoustics, aeroacoustics and vibrations. Illustrated with numerous concrete examples linked to solid and fluid continua, Acoustics, Aeroacoustics and Vibrations proposes a selection of applications encountered in the three fields, whether in room acoustics, transport, energy production systems or environmental problems. Theoretical approaches enable us to analyze the different processes in play. Typical results, mostly from numerical simulations, are used to illustrate the main phenomena (fluid acoustics, radiation, diffraction, vibroacoustics, etc.).