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THONAT


Etude des feux de biomasse tropicaux : observation simultanée des gaz émis par les feux à l'aide des observations hyperspectrales infrarouges de AIRS et IASI

 Le 28-03-2013

Membres du jury :
M. Hervé Le Treut (IPSL) : Examinateur
M. Philippe Bousquet (LSCE) : Rapporteur
M. Frédéric Parol (LOA) : Rapporteur
M. Pierre-François Coheur (ULB) : Examinateur
Mme. Carole Deniel (CNES) : Examinatrice
Mme. Noëlle Scott (LMD) : Directrice de thèse
M. Cyril Crevoisier (LMD) : Co-directeur de thèse

Résumé :
Les feux de biomasse son une source importante de carbone dans l’atmosphère, expliquant une grande partie de la variabilité des taux de croissance du dioxyde de carbone (CO2) et d’autres gaz traces comme le méthane et le monoxyde de carbone (CO). Cependant, de nombreuses incertitudes touchent les différents inventaires d’émission de gaz par les feux, mettant en lumière le besoin d’approches variées pour améliorer notre compréhension des émissions des feux. Les sondeurs hyperspectraux infrarouges tels que les instruments AIRS de la NASA et IASI du CNES donnent accès aux concentrations de plusieurs gaz émis par les feux, avec une couverture spatiale et temporelle permettant d’étudier l’impact des feux sur la concentration de ces gaz traces dans l’atmosphère.
A partir des simulations du modèle de transfert radiatif 4A, nous étudions les sensibilités des canaux de AIRS et IASI et montrons qu’il est possible d’avoir accès à des mesures de CO dans la moyenne troposphère à partir des observations de ces sondeurs. La méthode d’estimation du CO développée au cours de cette thèse donne accès à un contenu intégré de CO ainsi qu’à la précision et à la fonction de poids associées à l’estimation. Après validation de cette approche à l’aide de mesures aéroportées, nous appliquons cette méthode à cinq années pleines d’observations concomitantes de AIRS et IASI (juillet 2007–juin 2012).
Notre étude se concentre sur les tropiques (30°S, 30°N), où environ 80% des émissions des feux sont localisées. Les séries temporelles de CO de AIRS et IASI y sont analysées en lien avec l’activité des feux et les conditions climatiques. Suivant Chédin et al. (2005, 2008), qui avaient mis en évidence l’existence d’un excès troposphérique journalier de CO2 quantitativement relié aux émissions des feux, nous montrons qu’il existe un signal diurne de CO en très bon accord avec l’évolution des feux. L’étude conjointe du CO et du CO2 à partir de IASI nous permet de mettre en lumière l’impact des différentes phases de combustion (rapide vs. lente) sur les variations diurnes de ces gaz. Nous montrons qu’il est possible de lier ces signaux aux émissions des feux et à différents facteurs climatiques.
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