Projet GOUV'AIRNANCE GABES - Modélisation des particules désertiques : investigations et améliorations - AtmoSud
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Projet GOUV’AIRNANCE
GABES
Modélisation des particules désertiques :
investigations et améliorations
Sonia OPPO / A. Armengaud
13/12/2018
Modèle de chimie-transport :
CHIMERE
AIRESv5
• chaîne de
prévision
opérationnelle
utilisée
actuellement par
AtmoSud
13/12/2018 2
Modèle de chimie-transport :
CHIMERE
TUN’AIR AIRESv5
• chaîne de • chaîne de
prévision utilisée prévision
par l’ANPE opérationnelle
• développée par utilisée
ARIA actuellement par
Technologies AtmoSud
13/12/2018 3
Modèle de chimie-transport :
CHIMERE
TUN’AIR AIRESv5
• chaîne de • chaîne de
prévision utilisée prévision
par l’ANPE opérationnelle
• développée par utilisée
ARIA actuellement par
Technologies AtmoSud
13/12/2018 4
Modèle de chimie-transport :
CHIMERE
TUN’AIR AIRESv5 AIRESv6
• chaîne de • chaîne de • dernière
prévision utilisée prévision configuration de
par l’ANPE opérationnelle la chaine AIRES:
• développée par utilisée LISA &
ARIA actuellement par RAMBOLL
Technologies AtmoSud amélioration de la
prise en compte des
poussières
désertiques
13/12/2018 5
Modèle de chimie-transport :
CHIMERE
TUN’AIR AIRESv5 AIRESv6
• chaîne de • chaîne de • dernière
prévision utilisée prévision configuration de
par l’ANPE opérationnelle la chaine AIRES:
• développée par utilisée LISA &
ARIA actuellement par RAMBOLL
Technologies AtmoSud amélioration de la
prise en compte des
poussières
désertiques
Partage des fichiers « namelist » : fichiers de configurations
13/12/2018 6
Coopérations LISA & RAMBOLL
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
13/12/2018 7
Domaines de simulation météo Pertinence du Domaine Europe ? 90x90 mailles maille de 36km Comment mieux prendre en compte les poussières d’origine désertiques (DUST) ? 13/12/2018 8
Agrandissement du domaine 13/12/2018 9
Agrandissement du domaine 13/12/2018 10
Agrandissement du domaine
Taille du domaine (en
Domaines Mailles (en km) Temps CPU
maille)
EUR36 36 x 36 90 x 90 3h30
EUR36+ 36 x 36 182 x 152 3h50
13/12/2018 11Episodes de pollution 4 périodes de simulation: répartition sur différentes saisons tester les différentes configurations cibler des polluants améliorer la modélisation des DUST Sélection des épisodes: 13/12/2018 12
Episodes de pollution
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
13/12/2018 13Episodes de pollution
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
13/12/2018 14DUST 13/12/2018 15
Site web AIRES Méditerranée Site Internet AIRES Méditerranée : www.aires-mediterranee.org Coopération inter-AASQA Présentation de la plateforme AIRES Visualisation des sorties de la chaîne AIRES 13/12/2018 16
Site web AIRES Méditerranée 13/12/2018 17
Collaboration avec le LISA
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)
13/12/2018 18Résultats de l’audit du LISA:
Nouvelle configuration
Peu de changements apportés par la nouvelle configuration
PM10 Version AIRES référence PM10 Version optimisée
13/12/2018 19Résultats de l’audit du LISA:
Nouvelle configuration
• 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
13/12/2018 20Résultats de l’audit du LISA:
Nouvelle configuration
• 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
13/12/2018 21Résultats de l’audit du LISA:
Nouvelle configuration
• 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
13/12/2018 22Résultats de l’audit du LISA:
schéma de saltation
• 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:
PM10 Version optimisée (à gauche)
PM10 Nouveau schéma (à droite)
les observations, mais pas d’effet significatif sur la
restitution de l’amplitude de l’épisode
13/12/2018 23Résultats de l’audit du LISA:
variabilité quotidienne
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’épisode
PM Marignane, hiver 2017
10
Amélioration non systématique cependant constatée sur certains sites et périodes
PM2.5 Gardanne, été 2017 (échelles différentes)
13/12/2018 24Résultats de l’audit du LISA:
variabilité quotidienne
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).
13/12/2018 25Résultats de l’audit du LISA:
effet des conditions aux limites
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
13/12/2018 26Résultats de l’audit du LISA:
effet hauteur d’émission
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).
13/12/2018 27Conclusions LISA
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)
13/12/2018 28Collaboration avec RAMBOLL
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
13/12/2018 29Collaboration avec RAMBOLL
En phase de test et d’implémentation dans notre chaîne de
prévision opérationnelle : www.aires-mediteranee.org
CAMx /CHIMERE
13/12/2018 30Collaboration avec RAMBOLL
En phase de test et d’implémentation dans notre chaîne de
prévision opérationnelle : www.aires-mediteranee.org
CHIMERE seul
13/12/2018 31Modèle de chimie-transport :
CHIMERE
TUN’AIR AIRESv5 AIRESv6
• chaîne de • chaîne de • dernière
prévision utilisée prévision configuration de
par l’ANPE opérationnelle la chaine AIRES:
• développée par utilisée LISA &
ARIA actuellement par RAMBOLL
Technologies AtmoSud amélioration de la
prise en compte des
poussières
désertiques
Partage des fichiers « namelist » : fichiers de configurations
13/12/2018 32TUNAIR
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 33Equipe modélisation
Damien Piga – damien.piga@atmosud.org
Morgan Jaquinot – morgan.jaquinot@atmosud.org
Romain Souwaine – romain.souwaine@atmosud.org
Benjamin Rocher – benjamin.rocher@atmosud.org
Romain Derain – romain.derain@atmosud.org
Hassan Hourani – hassan.hourani@atmosud.org
Dylan Guttierez – dylan.guttierez@atmosud.org
Damien Bouchard – damien.bouchard@atmosud.org
Sonia Oppo – sonia.oppo@atmosud.org
13/12/2018 34Merci 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) : taieb_dalila@yahoo.fr
• Sonia Oppo (AtmoSud) : sonia.oppo@atmosud.org
• Jérémy Sandonnat (AtmoSud) : jeremy.sandonnat@atmosud.org
• Alexandre Armengaud (AtmoSud) : alexandre.armengaud@airpaca.org
23/11/2018
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