Assimilation des données ODIN/SMR O3 and N2O dans
MOCAGE-PALM :Bilan chimique de l’ozone
L. El Amraoui, V.-H. Peuch, S. Massart, P. Ricaud, D. Cariolle et al.
MOCAGE
(Modèle de Chimie Atmosphérique à Grand Echelle): 3D-CTM
• Resolution:– 47 Niveaux de pression: de 1000 à 5 hPa (0 35 km) (~ 800 m)– Résolution 2°x2°
• Dynamics:– Forçage météorologique: modèle de Météo-France ARPEGE
• Chemistry:– Many chemical schemes :
• RACMOBUS: troposphère + stratosphère
• REPROBUS: stratosphère
• CARIOLLE: paramétrisation de O3 dans la stratosphère
• …
PALM
0 x
J(x) ; x
axxa
J (x) = ½ (x-xb)T B-1 (x-xb) + ½ [Hi(xi)-yi]T Ri-1 [Hi(xi)-yi]
x: system statexb: Backgroundyi: Observations at time iB: Background covariance matrixR: Observations covariance matrix
Vertical Structure
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Odin/SMR
MOCAGE
Alt
itu
de
(k
m)
Période d’Assimilation November 2002 – Mars 2003:
Evolution du vortex polaire dans l’hémisphère Nord.
Profiles d’Ozone
Colonne d’Ozone
Ass-ChimieAss-Advection
TOMS
Total Ozone
N2O, 28/12/2002 @ 50.6 hPa
Détermination des bordures du vortex
50 100 150 200 250 300
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
O3
(pp
mv)
N2O (ppbv)
(O3 Assimilation chimie) vs (N2O Assimilation Advection)
SMR/O3 Assimilé vs MOCAGE
-60 -30 0 30 60 90
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0 Mocage (ozone passive tracer) Mocage (Chemistry) Assimilation Sonde
O
zon
e (p
pm
v)
Julian day (2003)
Ozone at Ny-Alesund (79°N, 12°E); p = 57.2 hPa (~19.7 km)
O3 dans le vortex
75
100
125
150
175
-60 -30 0 30 60 90
2,5
3,0
3,5
N2O
(p
pb
v)
Evolution of the edge of the vortex @ z = 19 km
Julian day (2003)
Evolution of ozone inside the vortex @ z = 19 km
O3 (
pp
mv)
Bilan d’ozone @ 19 km
-60 -30 0 30 60 90-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
Julian day (2003)
N2O
(p
pb
v)
Chemical ozone loss inside the vortex @ z = 19 km
Début Février: Maximum de Perte chimique 26 %
Récapitulatif• Utilisation de l’assimilation des données
– O3 pour corriger le modèle– O3 & N2O pour quantifier la perte d’ozone à
l’intérieur du vortex (Max. ~26%) Bon accord avec d’autres études (Urban et al.,
2004, Goutail et al., 2005)
A Faire :- Schéma RACMOBUS: Effets du transport tropo-strato
sur le vortex polaire dans la basse stratosphère- Comparaison avec d’autres méthodes de quantification
de la perte d’ozone
Perspetives
• Quantification des différences entre différents chémas chimiques: CARIOLLE, REPROBUS et RACMOBUS
• Comparaisons avec d’autres instruments (MIPAS, GOMOS, …)
• Application de la même méthodologie pour l’étude du vortex stratosphérique en Antarctique.
• Utilisation de l’assimilation pour étudier l’UTLS !