ATMOS La plateforme mobile de lIPSL pour lobservation

ATMOS: La plateforme mobile de l’IPSL pour l’observation des processus physicochimiques et du climat J. Cuesta 1, P. Chazette 1, 2, P. H. Flamant 1, B. Bonsang 2, D. Edouart 1, L. Estevan 1, F. Gibert 1, V. Gros 2, F. Marnas 1, J. -C. Raut 1, 2, J. Sanak 2, C. Flamant 3 1 LMD 2 LSCE/CEA 3 SA Institut Pierre Simon Laplace 1

Objectifs scientifiques : Etudes processus physico-chimiques, de la qualité de l’air et du climat: Ø Aérosols, nuages et gaz minoritaires Ø Dynamique atmosphérique Ø Bilan radiatif Ø Canopée végétale La plateforme de télédétection MOBILIS ATMOS “Atmospheric Mobile Ob. Servatory” et futures collaborations “Moyens m. OBIles de téLédétection de l’Ip. Sl” Resp. : J. Cuesta, P. Chazette La station in-situ SAMMO “Station Aérosols et chi. Mie MObile” Resp. : B. Bonsang, V. Gros IPSL « facility » Essentiellement pour les campagnes de terrain et/ou en complément des sites fixes 2

La plateforme mobile ATMOS : SAMMO MOBILIS Télédétection active et passive En conteneur Longue durée En ULM Aéroporté Capteurs in-situ En voiture Transect sol En camion Durée moyenne Déploiement d’ATMOS lors de Campagnes de terrain internationales et de Validation Satellite En 2005, LISAIR Qualité de l’air (aérosols et gaz) dans la Mégapôle Parisienne En 2006, AMMA Aérosols désertiques et Feux de biomasse au Sahel (Niamey) Dynamique atmosphérique et aérosols au Sahara (Tamanrasset) 3 En 2007, COPS Interaction aérosols et nuages précipitants dans les Vosges Validation de la mission spatiale CALIPSO

Instrumentation de MOBILIS: Télédétection Active: Mini-Lidar TRe. SS Mini-Lidar Mobile LAUVA rétrodiffusion • 532 nm // • 355 nm // • 532 nm • 355 nm • 387 nm (R) • 607 nm (R) (sécurité occulaire) rétrodiffusion Lidar LESAA (sécurité occulaire) • 1064 nm Télédétection Passive: Photomètre solaire CIMEL 8 cannaux: 340, 380, 440, 500, 670, 870, 936, 1020 nm Pyranomètre 300 -800 nm Radiomètre IR 9. 5 -11 um 4

Instrumentation de SAMMO: In-situ Granulomètres aérosols: Coefficient de diffusion: Néphelomètre TSI 450, 550, 700 nm Granulomètre optique 0, 15 < r < 10 um Granulométrie par impaction (ELPI) 0, 03 < r < 10 um Diffusiomètres 880/920 nm Speciation chimique: Concentration de particules: Aethalomètre Carbon de suie TEOM Masse PM 25, PM 10 Variables Météorologiques Analyses des filtres Fluorecence X et ICP Anémomètre sonique Chromatrographe Optique CO, hydrocarbures C 2 -C 6 , C 5 -C 12 Sonde PTU 5

1. LISAIR: Qualité de l’air en région parisienne (1/3) Ø Structure verticale des aérosols Couche d’aérosols Sahariens 1) Rétrodiffusion 2) apparente Aérosols de feux de Portugal Aérosols parisiens dans la couche limite 2) Rapport de dépolarisation indice de forme 26 Mai 2005 - Palaiseau 3) Rapport de couleurs (Angström) indice de taille Ø Impact en surface [Cuesta et al. , ILRC 2008] 6

1. LISAIR: Qualité de l’air en région parisienne (2/3) Ø Facteurs d’émission des polluants 18 Mai 2005 - Paris Hauteur CLA Aérosols parisiens dans la CLA Facteurs d’émission Csurface 7 [Chazette et al. , ILRC 2008]

1. LISAIR: Qualité de l’air en région parisienne (3/3) Ø Indice de réfraction complexe de l’aérosols Lidar + Photomètre BER + Distribution en taille (Granulo) + Coefficient de diffusion (Néphèlo) 18 Mai 2005 Paris mreél mimag [Raut and Chazette, ACP 2007, 2008] Ø Distribution en taille par couches Lidar + Inversion Photomètre 16 Juillet 2005 - Palaiseau Aérosols Sahariens d. V/dlnr aérosols parisiens aérosols Sahariens 8 [Cuesta et al. , AO, 2008]

2. AMMA: Aérosols et dynamique au Sahara (1/2) 25 Juin 2006 - Tamanrasset Ø Cycle diurne de la couche limite Saharienne (Mini-Lidar au sol) Ø Répartition verticale des aérosols Sahariens Synergie avec CALIPSO 1 km/h Dust updrafts > u* Cloud downdraft Gradient Vertical CLAS homogène et élevée + Cu au sommet (Lidar spatial) Transect Nord-Sud (1304 UTC) Hoggar Atlas 9 [Cuesta et al. , JGR, 2008]

2. AMMA: Aérosols et dynamique au Sahel (2/2) Ø Caractérisation/répartition verticale de couches d’aérosols Aérosols de feux de biomasse Poussières désertiques « LAUVA » aéroporté sur ULM (P. Chazette, J. Sanak) La Tapoa Niamey [Chazette et al. , 2007] Aérosols de feux de biomasse Poussières désertiques α (km-1) BER 10 (sr-1)

3. COPS: Aérosols et précipitations dans les Vosges Ø Impact du transport à longues distances Front Aérosols sahariens Aérosols ruraux + urbains [Cuesta et al. , Workshop COPS 2008] Ø Intrusion des couches sèches Couche sèche Aérosols sahariens Aérosols ruraux + urbains 11 [Flamant et al. , Workshop COPS 2008]

4. Développements en cours (1/2) Ø Lidar Mobile Multi-longueur d’onde: Raman & Elastique 3 voies élastiques (β) 2 voies Raman N 2 (α) + Profils verticaux de distribution en taille Greenbelt, USA 1500 m AGL LESAA & TRe. SS 1800 m AGL e. g. [Veselovskii et al. , 2006] 12

4. Développements en cours (2/2) Ø Lidar Canopée (Collaboration avec Sylvie Durrieu, CEMAGREF) Ø Télémetrie précise de la surface Ø État de la végétation En synergie avec une caméra 3 bandes : 13

Conclusions et perspectives • ATMOS, l’IPSL facility : MOBILIS + SAMMO Plateformes mobiles polyvalentes et de haute performance pour les campagnes de terrain internationales (LISAIR, AMMA, COPS) • Collaborations en cours et futures: CNRM (4 M, A. Dabas, G. Pigeon) : dynamique atmosphérique / surface (déjà dans COPS) LSCE (RAMCES, M. Ramonet, I. Xueref) : flux CO 2 couche limite / surface (projet CO 2 MEGAPARIS) Projet AEROTROP « Réseau Aérosols Français » , (P. Laj, M. Legrand) Synergie et Validation CETP pour radar doppler (A. Protat et A. Weill) LISA (B. Marticorena, P. Formenti? , MILEAGE? ) LMD (Equipe FLUO VEGETAL) • Déploiements en 2009/2010: Programme MEGAPOLI en région parisienne « Chantier Mediterranée » 14 Projet FENNEC au Sahara