À propos
Les missions du Service d’Observation
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 et temporelle.
Le SNO a pour mission de mesurer le plus précisément et fréquemment possible l’épaisseur optique d’extinction en aérosol (AODext(λ)) et les luminances spectrales et angulaires descendantes, L(λ,θv), de 340 à 1600 nm (mesures radiatives primaires). Les propriétés optiques et microphysiques de ces particules sont ensuite déduites de ces mesures par inversion (Dubovik, 2000, 2006) pour chaque point/site d’un réseau couvrant divers écosystèmes. L’algorithme d’inversion est appliqué de manière centralisée par la NASA, elle permet la production en quasi temps-réel des paramètres aérosols standard (tableaux 1 à 3).
1 - Paramètres aérosols mesurés
Les tableaux 1 à 3 présentent la liste des paramètres fournis par le SNO (version 2).
Param. aérosols issus de l’inversion AERONET (10 fois/jour max.)
| Paramètre Inversé | Symbôle |
|---|---|
| Distribution en taille volumique (22 classes, 0.05-15µm) |
dV/dlnR |
| Paramètres granulométriques intégrés | C(t,f,c), Rv(t,f,c), σ(t,f,c), Reff (t,f,c) |
| Indice de réfraction complexe spectraux | n(λ) and k(λ) at 0.44, 0.67, 0.8, 1.02 µm |
| Fraction de particules non sphériques | Cnon spherical |
Param. aérosols les plus courant calculés par AERONET à partir résultats de l’inversion (version 2, 10 fois/jour max.)
| Paramètre Inversé | Symbôle |
|---|---|
| Albédo de diffusion simple (absorption) | ϖ0 à 0.44, 0.67, 0.8, 1.02 µm |
| Éléments de la matrice de diffusion | P11(Θ,λ), P12(Θ,λ) et P22(Θ,λ) |
| Paramètre d’asymétrie | < cos(Θ) > |
| Flux radiatif spectraux descendants | F↓TOA(λ) et F↓BOA(λ) |
| Flux radiatif spectraux montants | F↑TOA(λ) et F↑BOA(λ) |
Param. aérosols calculés par AERONET à partir résultats de l’inversion (10 fois/jour max.)
| Paramètre Calculé | Symbôle |
|---|---|
| Lidar ratio | S(λ) |
| Flux radiatifs intégrés descendants (visible) | F↓TOA et F↓BOA |
| Flux radiatifs intégrés montants (visible) | F↑TOA et F↑BOA |
| Forçages radiatifs (Derimian et al. 2008, Garcia et al. 2008) |
ΔFTOA(λ) et ΔFBOA(λ) |
2 - Les sites et stratégie d’échantillonnage espace / temps
Les sites permanents d’observation couvrent divers écosystèmes naturels ou pas. En 2015, plusieurs sites totalisent plus de 15 années de mesures en continu (tableau 4). D’autres, temporaires, sont mis en place le temps d’une campagne de mesures d’intérêt régional, national, européen ou international.
Le réseau de base PHOTONS financé par la France (INSU, CNES principalement). Les sites soulignés sont des sites de référence ORAURE.
| Nom | Type | Autres instrumentations | Début |
|---|---|---|---|
| Lille | Urbain | Calibration 1, Lidar, EARLINET, Flux radiatifs, FTIR, NDACC | 1994 |
| Dunkerque | Côtier, urbain | IRENI, Lidar | 2004 |
| Paris | Urbain | Lidar, QALAIR | 2002 |
| Palaiseau | Urbain | SIRTA, EARLINET, Lidar | 1999 |
| Bure | Rural | ANDRA, Lidar | 2011 |
| Clermont-Ferrand | Rural | Lidar, EARLINET, OPGC | 2010 |
| Arcachon | Côtier, urbain | EPOC | 2008 |
| Toulouse (CNRM) | Péri-Urbain | Météo France (Lidar) | 1999/2013 |
| Carpentras | Rural | Calibration 2 (Météo France) | 2003 |
| Villefranche / Mer | Côtier, urbain | Observatoire | 2002 |
| Porquerolles (Toulon) | Côtier, urbain | 2003 | |
| Frioul | Côtier | 2010 | |
| OHP | Rural | EARLINET, NDACC, Lidar | 2005 |
| Ersa | Côtier, Corse | Charmex | 2008 |
| Caloforte | Côtier, Sardaigne | Charmex | 2013 |
| La Réunion | Urbain | Lidar, NDACC, FTIR, MaxDOAS | 2003 |
| La Guadeloupe | Urbain | Lidar, in-situ aérosols | 1997 |
| Mauna Loa (Hawaï) | Montagne (3400 m) | Calibration 3 (Mauna Loa Observatory) | 2004 |
| Dakar (Sénégal) | Côtier, péri-urbain | Lidar, SDT / LISA, Flux | 1996 |
| Capo Verde | Océanique | 1994 | |
| Agoufou (Mali) | Sahélien | AMMA-CATCH (suspendu en 2013) | 2002 |
| IER Cinzana (Mali) | Sahélien | SDT/LISA | 2004 |
| Banizoumbou (Niger) | Sahélien | IDAF, AMMA-CATCH, SDT / LISA | 1995 |
| Zinder Airport (Niger) | Sahélien | SDT / LISA | 2008 |
| Saada (Maroc) | Rural | CNES / CESBIO | 2004 |
| Oujda (Maroc) | Urbain | Université d'Oujda / Lille 1 (Charmex) | 2011 |
| Tizi Ouzou (Algérie) | Urbain | Université de Tizi Ouzou (Charmex) | 2012 |
| Medenine (Tunisie) | Rural | LISA, TEOM | 2014 |
| El Farafra (Égypte) | Urbain | LISA | 2014 |
| Ben Salem (Tunisie) | Rural | CNES / CESBIO | 2013 |
| Beijing (Chine) | Urbain | SKYNET, CARSNET, SONET, SDS, BSRN | 2002 |
| Xinglong (Chine) | Rural | LOA / CAS | 2008 |
| Île d'Amsterdam | Océanique Austral | RAMCES | 2006 |
Les écosystèmes échantillonnés sont très diversifiés (régions arides, désertiques, rurales, océaniques, polaires et, bien sûr, les régions très urbanisées que sont les mégapoles). La stratégie d’échantillonnage a consisté à privilégier mise en place et maintien de l’observation sur des sites multi-instruments complémentaires, en priorité en télédétection comme les LIDAR (figure 1).
Figure 1 : Vue du site de M’Bour/Dakar/IRD (à droite) et climatologie de l’AOD (532 nm) (Mortier et al., 2013).
Cette ligne directrice a été suivie d’abord pour les besoins nationaux et régionaux (SIRTA, OHP, Paris (QUALAIR), Lille (OSU-Nord), La Réunion (OPAR), Dakar (IRD). La plupart de ce sites a été intégrée dans le périmètre du SOERE ORAURE. Cette démarche a aussi été déclinée à l’échelle européenne (EARLINET), puis plus récemment avec ACTRIS, déclinaison européenne d’ORAURE. On peut noter également que certains sites de cette liste sont impliqués dans plusieurs réseaux européens et internationaux comme EUSAAR, NDACC, WMO-PFR. Plusieurs sites africains sont maintenus en partenariat avec l’IRD et sont aussi sites de mesure in situ (SNO IDAF et AMMA-CATCH).
3 - La formation
Le SNO est aussi très impliqué dans la formation (PI, site manager, étudiant) qui est l’une des clefs de la réussite du réseau. Tous les ans, des VAT allant sur les iles de Crozet et d’Amsterdam viennent en formation à Lille. En 2013, un atelier-Afrique a été organisé en France conjointement avec le LISA (figure 2) pour compléter la formation des site-managers des sites africains et développer leur autonomie. Ces formations sont également proposées sous forme de travaux pratiques du master recherche « Lumière-Matière » (national) et « Atmospheric Environment » (master international).
Figure 2 : Travaux pratiques avec les étudiants de master 2 (promotion 2013) et site managers des sites africains (2013).