DS0101 - Comprendre et prévoir les évolutions de notre environnement

Aerosols, Rayonnement, et Nuages en Afrique Australe – AEROCLO-SA

AErosol RAdiation and CLOuds in Southern Africa

La représentation des interactions nuage-aérosol-rayonnement reste l'une des plus grandes incertitudes du climat, ce qui limite notre capacité à reconstruire avec précision et à prévoir les changements climatiques futurs. Dans l'Atlantique sud-est, des charges élevées en aérosol atmosphérique et des nuages de stratocumulus semi-permanents sont localisés. La région est un laboratoire naturel unique pour étudier ces interactions et leurs perturbations du bilan radiatif de la Terre.

AEROCLO-SA propose une étude dans l'Atlantique Sud-Est au large de la Namibie, qui fournit une nouvelle évaluation des interactions aérosols-nuages-rayonnement dans les modèles globaux et régionaux.

La représentation de l'interaction nuage-aérosol-rayonnement demeure l'une des plus grandes incertitudes du climat qui limite notre capacité à reconstruire et à prédire avec précision les changements climatiques futurs. Dans l'Atlantique Sud-Est les charges élevées d'aérosol atmosphérique et des nuages de stratocumulus semi-permanents sont localisées. Cette zone fournit un laboratoire naturel unique pour étudier la gamme complète des interactions aérosol-radiation et aérosol-nuage et leurs perturbations du budget de la Terre. Outre les connaissances fondamentales qui peuvent être obtenues à partir de l'étude de cet environnement, ces perturbations des systèmes radiatifs qui se produisent dans la SE ont un impact significatif, pas seulement localement, mais aussi par des téléconnections globales sur des changements de climat plus importants. Il n'y a jamais eu de description détaillée, bien que les mesures du système combiné de rayonnement-aérosol-nuage dans le SE Atlantique soient cruciales pour limiter la génération actuelle de simulation de grosse émotion, la prévision numérique du temps et les modèles climatiques. <br />Le projet AErosol RadiatiOn et CLOuds en Afrique australe (AEROCLO-SA) propose une étude de répartition centrée sur l'Atlantique Sud-Est (SE) sur la côte ouest de l'Afrique australe, avec une nouvelle évaluation des interactions entre aérosols, nuages ??et rayonnement et leur représentation dans les modèles mondiaux et régionaux. <br />AEROCLO-SA fournira un large éventail de mesures aéroportées, au sol et par satellite des nuages, des aérosols et leurs impacts radiatifs pour <br />• améliorer la représentation dans les modèles d'aérosols absorbant et diffusant <br />• réduire l'incertitude de l'effet radiatif direct, semi-direct et indirect, et leur impact sur les nuages ??stratocumulus; <br />• remettre en question les découvertes par satellite des nuages ??et des aérosols et leurs impacts radiatifs pour valider et améliorer les algorithmes;

Le coeur des opérations au sol porte sur le déploiement de la station mobile PEGASUS du LISA au site de Henties Bay (22.09 ° S, 14.26 ° E). PEGASUS est composé de deux modules dédiés à l'échantillonnage et à la caractérisation des aérosols et des gaz trace, afin de documenter la qualité des masses d'air et leur âge.
La mise en œuvre coordonnée de plusieurs avions de recherche de l'aéroport côtier de Walvis Bay (22 ° 6'S, 14 ° 30'E), à 50 km au sud du site au sol permettra la description des aérosols à l'échelle sub-continentale. Les vols comprendront les profils verticaux au-dessous, dans et au-dessus des nuages ??et des couches d'aérosol, et des paliers s à différentes altitudes au-dessus des sites au sol et le plus souvent possible en conjonction avec un satellite géostationnaire (par exemple SEVIRI) et en orbite polaire les passages supérieurs (p. ex. CALIPSO, MODIS, MISR) pour définir la répartition spatiale et la variabilité des aérosols. L'avion F-20 volera de Walvis Bay à environ 12 kilomètres pour fournir la représentation 3D des aérosols et des champs de nuages ??sur terre et sur mer.
La récupération des paramètres clés de l'aérosol (épaisseur optique distribution en taille, profil vertical) nécessaires pour contraindre les effets radiatifs directs et semi-directs d'aérosol à la fois sur les terres et sur l'océan, dans un ciel clair et nuageux, utilisera un certain nombre de satellites des produits. Les questions scientifiques clés du projet seront abordées dans le cadre international en utilisant des modèles qui représentent une large gamme de complexité et d'échelles spatiales. La contribution française ciblera l'échelle régionale en utilisant le modèle climatique régional RCM (RegCM) qui intègre des systèmes de combustion en phase gazeuse à base de poussière minérale et de biomasse «en ligne«.

Les résultats seront disponibles après la campagne menée en août-septembre 2017

Le projet porte sur le rôle des aérosols sur les nuages et les rayonnements. Les principaux résultats et perspectives de ce travail seront disponibles après la campagne sur le terrain en août-septembre 2017.

La production scientifique sera disponible après la campagne sur le terrain en août-septembre 2017.

La représentation des interactions aérosol-rayonnement-nuage demeure parmi les plus grandes incertitudes dans le changement climatique, ce qui limite notre capacité à reconstruire et prévoir du futur changement climatique précision. L'Atlantique sud-orientale est une région où les charges élevées en aérosols atmosphériques (à partir de combustion de la biomasse, de la poussière minérale, origine marine) et des stratocumulus semi-permanente sont co-localisés. Cette région est un laboratoire naturel unique pour l'étude des interactions aérosol-rayonnement-nuages et leurs perturbations du bilan radiatif de la Terre. Outre les connaissances fondamentales qui peuvent être tirés de l'étude de cet environnement, ces perturbations des systèmes radiatives se produisent dans SE ont un impact significatif, pas seulement au niveau local mais aussi via des télé-connections mondiales sur les changements climatiques plus larges. Des observations sur l'Atlantique SE sont cruciales pour contraindre la génération actuelle des modèles de prévision numérique et les modèles climatiques.
Le projet AErosol RadiatiOn and CLOuds in Southern Africa (AEROCLO-SA) propose une étude centrée sur l'Atlantique sud-orientale au large de la côte occidentale de l'Afrique australe fournissant un nouvelle évaluation des interactions entre les aérosols, les nuages ?et le rayonnement et leur représentation dans les modèles globaux et régionaux.
AEROCLO-SA livrera un large jeu de mesures aéroportées, en surface et par satellite servant à
1) améliorer la représentation des aérosols dans les modèles climatique
2) réduire l'incertitude de l'effet radiatif direct, semi-direct et indirect des aérosols, et leur impact sur les stratocumulus;
3) améliorer les algorithmes de télédétection de nuages et des aérosols ;
AEROCLO-SA est la contribution française dans le cadre d'une synergie internationale de très haut niveau. Outre la contribution française (5 principaux laboratoires des universités et CNRS), il réunit des partenaires
- du Royaume-Uni (Met Office, University of Reading, Manchester, Oxford, ....) au sein du projet CLARIFY-2016;
- des Etats-Unis au sein du projet NSF LASIC (22 universités américaines et les laboratoires de recherche) et au sein du projet ORACLES (5 centres de recherche de la NASA et 8 universités);
- et des universités d'Afrique australe sous l'égide de l'initiative de recherche ARSAIO (CNRS / NRF).
AEROCLO-SA comprend des observations au sol et des mesures aéroportées, et la modélisation. Le présent projet vise à financer la partie aéroportée de la contribution française 1 / pour permettre à la communauté française qui faisait partie de la stratégie globale dès le début, de participer à sa mise en œuvre au cours de la campagne de terrain international 2 / pour recueillir des ensembles de données uniques 3 / de participer à la valorisation de la base de données internationale.

Coordinateur du projet

Madame Paola Formenti (Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LATMOS Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations spatiales
LATMOS Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations spatiales
UNIV LILLE1 Laboratoire d'Optique Atmosphérique
LISA Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques
IRCELYON CNRS Institut de Recherches sur la Catalyse et l'Environnement de Lyon
LA Laboratoire d'Aérologie

Aide de l'ANR 715 977 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2015 - 48 Mois

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