Composition du jury

Johannes Orphal (Director IMK, Karlsruhe, Germany)
Martine de Mazière (Belgian Institute for Space Aeronomy, Bruxelles)
Peter Bernath (University of York, UK)
Vincent Cassé (LMD)
Gaëlle Dufour (LISA)
François Ravetta (LATMOS)
Alain Chédin (LMD, directeur de thèse)

Résumé

La caractérisation précise de la distribution verticale du dioxyde de carbone (CO2) a un double intérêt: augmenter la couverture globale des mesures de CO2 actuellement très limitée et améliorer notre connaissance du transport atmosphérique à grande échelle. Nous utilisons ici les observations en visée au limbe par occultation solaire, dans l’infrarouge, de l’instrument Atmospheric Chemistry Experiment – Fourier Transform Spectrometer (ACE-FTS) lancé en août 2003 à bord du satellite canadien SCISAT 1. Cet instrument permet en effet de sonder l’atmosphère avec une résolution verticale proche de 2 km, avec un très bon rapport signal sur bruit dans la gamme 700-4000 cm-1 avec une résolution spectrale de 0.02cm-1. L’originalité de ce travail réside dans l’utilisation de l’absorption due à l’azote vers 4 μm pour déterminer les paramètres de visée des mesures de l’instrument ACE-FTS. La modélisation du transfert radiatif direct et inverse en occultation solaire provient du modèle 4A/OP-limbe développé et validé au LMD. Nous avons ainsi obtenu, pour la première fois à partir d’observations spatiales, des profils de CO2 en moyenne mensuelle, par bande de latitude de 10°, couvrant la tranche d’altitude 5-25 km, entre 2004 et 2009, avec une précision relative de l’ordre de 2 ppm. Ce résultat est confirmé par des comparaisons avec : (i) des mesures in situ par avion de la concentration du CO2 (campagne CARIBIC) et, (ii) des profils verticaux issus du modèle de transport atmosphérique FLEXPART. Ce travail ouvre de nombreuses perspectives : établissement d’une base de données de profils verticaux; systématisation des comparaisons mesures-modèles et examen des limites de ces derniers (exemple de la circulation de Brewer-Dobson) ; association de mesures du CO2 au nadir (en particulier par GOSAT ou OCO) et au limbe afin d’améliorer notre connaissance de la distribution du CO2 dans la basse troposphère ; étude de phénomènes locaux tels que, par exemple, les hauteurs d’injection de CO2 par les feux de biomasses.