Sujet de thèse – Caractérisation physico-chimique des panaches de feux de végétation à partir d’observations in situ, satellites et de modélisation
Les feux de végétation représentent aujourd’hui une source majeure de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre à l’échelle mondiale. Leur fréquence, leur intensité et leur extension spatiale ont fortement augmenté au cours des dernières décennies sous l’effet du changement climatique, des sécheresses accrues et des vagues de chaleur plus fréquentes. Les panaches générés par ces feux, riches en gaz traces et en aérosols, peuvent être transportés sur de longues distances et affecter la qualité de l’air, la chimie atmosphérique et le climat à des échelles régionales à globales. Malgré leur importance croissante, l’évolution chimique de ces panaches et leur contribution aux bilans de l’ozone troposphérique et des gaz à effet de serre restent encore mal quantifiées.
Cette thèse vise à caractériser la composition physico-chimique, l’évolution et le transport des panaches issus des feux de végétation, ainsi qu’à évaluer leur impact sur la composition atmosphérique régionale et globale. Elle s’appuie sur les observations in situ uniques fournies par l’infrastructure de recherche IAGOS, qui mesure régulièrement O₃, CO, NOx, CO₂ et CH₄ à bord d’avions commerciaux, sur de vastes régions de l’hémisphère Nord et Sud.
Les panaches de feux seront identifiés et caractérisés à partir de signatures chimiques observées par IAGOS, combinées à des outils d’attribution des masses d’air (SOFT-IO) et à des bases de données d’événements de feux. L’évolution chimique des panaches sera étudiée, en particulier les processus d’oxydation du CO et du CH₄, la formation photochimique de l’ozone et le rôle des NOx dans différents régimes chimiques. Le transport et la dispersion des panaches seront analysés à l’aide de modèles lagrangiens (FLEXPART) et de modèles de chimie-transport globaux ou régionaux (GEOS-Chem, WRF-Chem ou Méso-NH).
Les observations satellitaires (CO, CH₄, NO₂, HCHO, AOD, détection des feux) seront intégrées afin de compléter les mesures in situ, de contraindre les émissions et de valider les simulations. Une analyse comparative entre différentes régions du globe permettra d’évaluer la variabilité saisonnière et interannuelle des panaches et leur lien avec le climat et les grands modes de variabilité climatique. Les résultats attendus incluent une meilleure quantification de l’impact des feux de végétation sur la composition atmosphérique et une amélioration de la représentation de ces processus dans les modèles.
Contact au LAERO : Valérie Thouret
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