Le contexte et objectifs scientifiques

Notre capacité à anticiper le comportement de l’atmosphère à diverses échelles temporelles est vitale pour notre société. Or ces outils de prédictions, basés sur des modèles complexes, sont alimentés de multiples façons par la mesure de paramètres clefs de l’atmosphère dont ceux décrivant aérosols. Ces particules aérosols sont l’une des composantes les moins bien connues car très variables spatialement et temporellement. Contrairement aux gaz à effet de serre, la concentration des aérosols peut varier de plus d’un ordre de grandeur à des échelles régionales ou journalières. La communauté reconnaît donc la nécessité de mesurer leurs propriétés et leurs variabilités spatiales 3D et temporelles. Il est donc crucial d’être en mesure de fournir ces mesures, avec un haut niveau de qualité, à une vaste communauté d’intérêts. Depuis le sol, les réseaux d’instruments automatiques et opérant en continu, tels qu’AERONET, permettent de produire ces paramètres.

Le réseau AERONET permet, depuis 1993, de mesurer, étudier et comprendre, depuis le sol, par télédétection passive, la variabilité des paramètres aérosols, de détecter d’éventuels changements et d’aider à quantifier leurs multiples impacts sur la qualité de l’air et le climat. Pour y parvenir, il faut mesurer le plus finement possible leurs propriétés intégrées optiques et microphysiques (sur la colonne et leur répartition verticale) et sur de longues durées (> 10 ans) pour déceler des tendances. Cette description fine est réalisée par AERONET dont le SNO PHOTONS est la composante française. Outre les propriétés de l’aérosol, le réseau de photomètres solaires fournit également la quantité de vapeur d’eau intégrée et l’épaisseur optique des nuages (mode optionnel).

Cet ensemble de paramètres aérosols intégrés est particulièrement utilisé pour :

• les études sur la composante particulaire de la qualité de l’air puisqu’ils apportent des informations sur la taille des particules et un moyen de typologie de l’aérosols via ces propriétés physico-chimiques
• la détermination des profils verticaux aérosols par combinaison avec les mesures LIDAR qu’elles complètent remarquablement
• les études sur les forçages radiatifs des aérosols puisqu’ils altèrent le bilan radiatif terrestre par effet direct, modifient les propriétés thermodynamiques de l’atmosphère (effet semi-direct) et des nuages (effet indirect), ces deux derniers effets soulignant les interactions avec les nuages dont les amplitudes sont encore entachées d’incertitudes
• la validation des paramètres aérosols déduits de l’observation spatiale passive comme active. L’observation spatiale offre l’avantage de la couverture globale avec un échantillonnage temporelle faible et une acuité limitée. Les produits aérosols dérivés de l’observation spatiale sont également des grandeurs intégrées sur la colonne et AERONET est le bon outil pour les évaluer
• la validation et l’assimilation par les différentes familles de modèles ...

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