Equipe COMETS

 Missions principales

Le domaine de recherche de l’équipe COMETS est l’étude de la composition chimique (gaz réactifs, aérosols et gaz à effet de serre) de la troposphère et de la stratosphère de l’échelle globale à l’échelle régionale, et plus précisément,
(i) le transport d’espèces (import-export, échanges troposphère-stratosphère, transport par convection),
(ii) les processus chimiques,
(iii) les tendances sur plusieurs années à plusieurs dizaines d’années,
et (iv) l’impact du changement climatique sur la composition de l’air.
Ces travaux sont basés principalement sur le modèle de chimie-transport MOCAGE développé conjointement avec l’équipe PLASMA, mais aussi sur l’utilisation d’observations et sur l’assimilation de données avec MOCAGE-PALM. 

 Personnel

Pour remplir ses objectifs, l’équipe COMETS compte actuellement sur 7 permanents (dont 5 chercheurs). Elle accueille et encadre des doctorants/doctorantes et postdocs, et propose tous les ans des offres de stage.

 Description des missions

Thème 1 : Chimie-aérosols, transport et tendances dans le bassin méditerranéen
Les travaux de ce thème se placent dans le cadre du programme international de recherche ChArMEx (Chemistry-Transport Mediterranean Experiment), incluant les campagnes TRAQA en 2012, SAFMED et ADRIMED en 2013, et GLAM en 2014. L’objectif des travaux menés à COMETS est plus spécifiquement d’analyser les différents processus de transport et la chimie affectant la composition de l’air (gaz réactifs, gaz à effet de serre, aérosols primaires et secondaires) sur la zone Méditerranée et d’en étudier les tendances sur les années récentes. Les travaux se basent sur une analyse des mesures des campagnes et sur des simulations numériques avec le modèle MOCAGE.

Thème 2 : Composition chimique de la haute troposphère et de la basse stratosphère
La haute troposphère/basse stratosphère (acronyme anglais : UTLS) est une région importante du point de vue radiatif, mais c’est aussi le principal lieu d’échanges de gaz et aérosols. Ces échanges déterminent ensuite le bilan de l’ozone dans la stratosphère et aussi sont une source très significative d’ozone de fond dans la troposphère. Dans le cadre des activités de COMETS, on s’intéresse surtout à la vapeur d’eau (qui est chimiquement active dans la stratosphère), à l’ozone et au monoxyde de carbone qui est un précurseur d’ozone. Actuellement, ces travaux sont menés dans le cadre des projets IDEX-TEASAO et IAGOS

Thème 3 : Impact du changement climatique sur la composition de la troposphère et de la stratosphère
Cette activité vise à comprendre et quantifier l’effet du changement climatique sur la composition de la troposphère et de la stratosphère, aux échelles spatiales allant du global au régional. Elle repose sur des simulations sur plusieurs années à dizaines d’années réalisées avec le modèle MOCAGE, forcé par des réanalyses météorologiques ou par des champs météorologiques issus de simulations de climat passé ou futur. L’activité s’inscrit actuellement dans le cadre des projets ChArMEx pour le bassin Méditerranéen et CCM-I pour les études sur le globe.

Thème 4 : Observation des gaz à effet de serre à l’échelle globale
L’étude des gaz à effet de serre à l’échelle globale s’appuie sur l’arrivée récente de sondeurs spatiaux en visée au nadir de type IASI et GOSAT pouvant mesurer le CO2, le CH4 et le N2O dans le domaine infrarouge thermique. Deux approches distinctes sont développées : (i) l’inversion des profils verticaux à partir des radiances mesurées et (ii) l’étude du transport à longue distance à partir de la variabilité spatio-temporelle des gaz à effet de serre observés. Ces travaux sont menés actuellement dans le cadre des projets ChArMEx et CRESCENDO (H2020).

Thème 5 : Développement des modèles MOCAGE et C-IFS-MOCAGE
Cette activité a pour objectif général l’amélioration (i) du modèle de chimie-transport MOCAGE (CTM) utilisé en recherche et en opérationnel à Météo-France et (ii) du modèle in-line C-IFS-MOCAGE, qui est la version du modèle de prévision météorologique IFS du CEPMMT couplée au module de chimie du modèle MOCAGE (CTM). Pour la partie MOCAGE (CTM), les développements sont centrés sur la chimie, les aérosols et les processus de transport de grande échelle et convectif, ainsi que sur l’optimisation des performances informatiques du modèle. Ces travaux permettent d’améliorer les différentes versions de MOCAGE utilisées pour la prévision de la qualité de l’air sur la France (programme Prév’Air ), sur l’Europe (CAMS50), la prévision des UV et la dispersion accidentelle en cas d’éruption volcaniques ou d’accident nucléaire. Concernant C-IFS-MOCAGE, les travaux sont réalisés dans le cadre du projet européen CAMS42 et sont focalisés sur les processus chimiques et de dépôt à la surface.

 Projets et programmes de recherche auxquels COMETS contribue

Chemistry-Transport Mediterranean Experiment, international project
Chemistry-Climate Model Initiative, international intercomparison project
In-Service Aircraft for a Global Observing System, European Research Infrastructure
Turbulence Effect on Active Species in Atmosphere and Ocean, Toulouse IDEX program
Coordinated research in Earth Systems and Climate : Experiments, Knowledge, Dissemination and Outreach, H2020 European project
Regional production , Copernicus Atmosphere Monitoring Service
French national program for air quality

CAMS42 : Development of the global reactive gases aspects, Copernicus Atmosphere Monitoring Service

HAMSTRAD : H2O Antarctica Microwave Stratospheric and Tropospheric Radiometers

 Offres de stage

 Publications du laboratoire

 Publications de l’équipe

2018

2017

  • Brocchi, V., G. Krysztofiak, V. Catoire, J. Guth, V. Marécal, R. Zbinden, L. El Amraoui, B. Piguet, F. Dulac, and P. Ricaud,Intercontinental transport of biomass burning pollutants on the Mediterranean basin during CHARMEX-GLAM airborne campaign, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 2017.
  • Blechschmidt, A.-M., J. Arteta, A. Coman, L. Curier, H. Eskes, G. Foret, C. Gielen, F. Hendrick, V. Marécal, F. Meleux, J. Parmentier, E. Peters, G. Pinardi, A. Piters, M. Plu, A. Richter, M. Sofiev, Á. Valdebenito, M. Van Roozendael, J. Vira, T. Vlemmix, and J. Burrows,An intercomparison study of tropospheric NO2 columns from MAX-DOAS retrievals and regional air quality model simulations,Atmos. Chem. Phys. Discuss., 2017.
  • Ricaud, P., Bazile, E., del Guasta, M., Lanconelli, C., Grigioni, P., and Mahjoub, A. : Genesis of diamond dust, ice fog and thick cloud episodes observed and modelled above Dome C, Antarctica, Atmos. Chem. Phys., 17, 5221-5237, doi:10.5194/acp-17-5221-2017, 2017.
  • Ricaud, P., R. Zbinden, V. Catoire, V. Brocchi, F. Dulac, E. Hamonou, J.-C. Canonici, L. El Amraoui, S. Massart, B. Piguet, U. Dayan, P. Nabat, J. Sciare, M. Ramonet, M. Delmotte, A. di Sarra, D. Sferlazzo, T. Di Iorio, S. Piacentino, P. Cristofanelli, N. Mihalopoulos, G. Kouvarakis, M. Pikridas, C. Savvides, R. Mamouri, A. Nisantzi, D. Hadjimitsis, J.-L. Attié, H. Ferré, P. Theron, Y. Kangah, N. Jaidan, J. Guth, P. Jacquet, S. Chevrier, C. Robert, A. Bourdon, J.-F. Bourdinot, J.-C. Etienne, G. Krysztofiak, P. Theron,The GLAM Airborne Campaign over the Mediterranean Basin Bulletin of the American Meteorological Society, in press, doi:10.1175/BAMS-D-16-0226.1, 2017.
  • Menut, L., J.-L. Attié, M. Beekmann, B. Bessagnet, C. Clerbaux, J. Cuesta, G. Dufour, G. Foret, L. El Amraoui, M. Mallet, F. Melleu, P. Ricaud, D. Tanré, S. Turquety, Apport de l’observation satellite à l’analyse et à la prévision de la qualité de l’air, La Météorologie, 97, 34-45, doi:10.4267/2042/62165, 2017.
  • Jaidan, N., El Amraoui, L., Attié, J.-L., Ricaud, P., and Dulac, F. : Future changes in surface ozone over the Mediterranean basin in the framework of the Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment (ChArMEx), Atmos. Chem. Phys. Discuss., https://doi.org/10.5194/acp-2017-553, in review, 2017.
  • Kangah, Y., P. Ricaud, J.-L. Attié, N. Saitoh, D. A. Hauglustaine, R. Wang, L. El Amraoui, R. Zbinden, and C. Delon, Summertime upper tropospheric nitrous oxide over the Mediterranean as a footprint of Asian emissions, J. Geophys. Res. Atmos., 122, doi:10.1002/2016JD026119, 2017.
  • Dayan, U., Ricaud, P., Zbinden, R., and Dulac, F. : Atmospheric pollution over the eastern Mediterranean during summer , Atmos. Chem. Phys., 17, 13233-13263, https://doi.org/10.5194/acp-17-13233-2017, 2017.
  • Abida, R., Attié, J.-L., El Amraoui, L., Ricaud, P., Lahoz, W., Eskes, H., Segers, A., Curier, L., de Haan, J., Kujanpää, J., Nijhuis, A. O., Tamminen, J., Timmermans, R., and Veefkind, P. : Impact of spaceborne carbon monoxide observations from the S-5P platform on tropospheric composition analyses and forecasts, Atmos. Chem. Phys., 17, 1081-1103, doi:10.5194/acp-17-1081-2017, 2017.
  • Lacressonnière, G., L. Watson, M. Gauss, M. Engardt, C. Andersson, M. Beekmann, A. Colette, G. Foret, B. Josse, V. Marécal, A. Nyiri, G. Siour, S. Sobolowski and R. Vautard,Particulate matter air pollution in Europe in a +2°C warming world,Atmos . Env., 154, 129–140, doi:10.1016/j.atmosenv.2017.01.037, 2017. Article
  • Anderson, D. C., J. M. Nicely, G. M. Wolfe, T. F. Hanisco, Ross J. Salawitch, T. P. Canty, R. R. Dickerson, E. C. Apel, E. Atlas, S. Baidar, T. J. Bannan, N. J. Blake, D. Chen, B. Dix, R. P. Fernandez, S. R. Hall, R. S. Hornbrook, G. Huey, B. Josse, P. Jöckel, D. E. Kinnison, T. K. Koenig, M. LeBreton, V. Marécal, O. Morgenstern, L. D. Oman, L. L. Pan, C. Percival, D. Plummer, L. Revell, E. Rozanov, A. Saiz-Lopez, A. Stenke, S. Tilmes, K. Ullmann, R. Volkamer, A. J. Weinheimer, G.Zeng,Formaldehyde in the Tropical Western Pacific : Evaluation of controlling mechanisms, models, and its effects on the atmospheric oxidative capacity, J. Geophys. Res., doi:10.1002/2016JD026121, 2017.
  • Cariolle, D., Moinat, P., Teyssèdre, H., Giraud, L., Josse, B., and Lefèvre, F. : ASIS v1.0 : an adaptive solver for the simulation of atmospheric chemistry, Geosci. Model Dev., 10, 1467-1485, doi:10.5194/gmd-10-1467-2017, 2017.
  • Silva R. A , J. J. West, J.-F. Lamarque, D. T. Shindell, W. J. Collins, G. Faluvegi, G. A. Folberth, L. W. Horowitz, T. Nagashima, V. Naik, S. T. Rumbold, K. Sudo, T. Takemura, D.Bergmann, P.Cameron-Smith, R.M. Doherty, B. Josse, I. A. MacKenzie, D.S. Stevenson and G. Zeng : Future global mortality from changes in air pollution attributable to climate change, Nature Climate Change, 7, 647–651, doi:10.1038/nclimate3354, 2017. Article
  • Morgenstern, O., Hegglin, M. I., Rozanov, E., O’Connor, F. M., Abraham, N. L., Akiyoshi, H., Archibald, A. T., Bekki, S., Butchart, N., Chipperfield, M. P., Deushi, M., Dhomse, S. S., Garcia, R. R., Hardiman, S. C., Horowitz, L. W., Jöckel, P., Josse, B., Kinnison, D., Lin, M., Mancini, E., Manyin, M. E., Marchand, M., Marécal, V., Michou, M., Oman, L. D., Pitari, G., Plummer, D. A., Revell, L. E., Saint-Martin, D., Schofield, R., Stenke, A., Stone, K., Sudo, K., Tanaka, T. Y., Tilmes, S., Yamashita, Y., Yoshida, K., and Zeng, G. :Review of the global models used within phase 1 of the Chemistry–Climate Model Initiative (CCMI), Geosci. Model Dev., 10, 639-671, doi:10.5194/gmd-10-639-2017, 2017.

2016

2015

2014