Tropospheric ozone from IASI : Regional and global assessment
Ozone troposphérique en utilisant le sondeur IASI : Estimation aux échelles globale et régionale
Résumé
Tropospheric ozone (O3) is an important greenhouse gas and air pollutant. It is the
primary source of the most important oxidant in the atmosphere, the hydroxyl radical
OH, that is highly reactive with organic and inorganic compounds. Global tropospheric
O3 concentrations have been rising considerably since pre-industrial times as a result
of the increase in the anthropogenic emissions of O3 precursors. In this thesis, I will
study the temporal and spatial variability of tropospheric O3 on a global and regional
scale as measured by IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer). The IASI
instruments have been launched on-board the MetOp-A and MetOp-B satellites in 2006
and 2012.
I rst discuss the IASI/O3 measurements, their sensitivity in the troposphere and their
seasonal variation and the transport processes of O3 in the troposphere. I then perform
more detailed and focused studies. Those include studying the urban and rural O3 and
its relationship with nitrogen dioxyde (NO2) measured from GOME-2 (Global Ozone
Monitoring Experiment) over dierent cities in the Northern Hemisphere; investigating
the summertime tropospheric O3 maxima over the Mediterranean region using IASI and
the WRF-Chem (Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry) data;
and nally, using both satellite and model data, I present my analysis of the East Asian
monsoon variability and its eect on the tropospheric O3 column.
L'ozone troposphérique (O3) est un gaz à eet de serre et un polluant atmosphérique majeur.
Il est la source principale du radical hydroxyle OH, l'oxydant le plus important dans
l'atmosphère, fortement réactif avec les composés organiques et inorganiques. Les concentrations
globales d'ozone troposphérique ont augmenté considérablement depuis l'époque
pré-industrielle en raison de l'accumulation des émissions anthropiques de précurseurs
d'ozone. Mon travail de thèse consiste à étudier la variabilité spatiale et temporelle de
l'ozone troposphérique aux échelles globale et régionale telle qu'elle est mesurée par le
sondeur IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer). Deux instruments IASI
ont été lancés à bord des satellites MetOp-A et MetOp-B en 2006 et 2012.
La première partie de mon travail consiste en l'étude des mesures O3/IASI : sa sensibilité
dans la troposphère, sa variabilité saisonnière et ses modes de transport. Le deuxième
volet de mon travail de thèse repose sur des études ciblées. Celles-ci comprennent une
première étude sur l'ozone, urbain et rural, et sa relation complexe avec le dioxide d'azote
(NO2) mesuré depuis l'espace par GOME-2 (Global Ozone Monitoring Experiment) audessus
de diérentes villes de l'hémisphère nord. Une deuxième étude s'attache à expliquer
la source des pics d'ozone observés en région méditerranéenne en été, en utilisant IASI
et le modèle de chimie-transport WRF-Chem (Weather Research and Forecasting model
coupled with Chemistry). Enn, en utilisant ces deux jeux de données, je présente en troisi
ème étude l'analyse de la mousson d'été en Asie de l'Est ainsi que son eet sur l'ozone
troposphérique.