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OASIS (Observations Atmosphériques par Spectroscopie Infrarouge Solaire)

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Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA)

OASIS---Coupole-LISA.jpg

Responsable : Pascale Chelin (Co-responsable : Mokhtar Ray)

Localisation
: Université Paris-Est Créteil - Campus Centre (UFR de sciences et technologie, toit du bâtiment P4)
Laboratoire hébergeur principal : LISA
Année de création/lancement : installation en juin 2008
Début des résultats en février 2009

Descriptif, objectifs et modalités de fonctionnement
Depuis 2009, une nouvelle activité d’observations de la composition atmosphérique depuis le sol a été développée au sein de la thématique Spectroscopie-Atmosphères du LISA. Il s’agit de la station OASIS « Observations Atmosphériques par Spectrométrie Infrarouge Solaire », qui a pour objectif de mesurer l’évolution diurne, saisonnière et pluriannuelle des concentrations de gaz minoritaires atmosphériques pertinents pour la qualité de l’air ou le climat, à partir des mesures de spectres solaires dans le domaine infrarouge. La station se situe sur le toit de l’Université Paris-Est Créteil (coupole vue sur le toit) et elle est équipée d’un spectromètre à transformée de Fourier (Bruker, Vertex 80) et d’un héliostat (qui sert à suivre le soleil comme source de lumière pendant la journée). Jusqu’à présent, les mesures se font en continu, en journée ensoleillée sans nuage, pour les molécules d’ozone et de monoxyde de carbone.

Instruments concernés
  • Héliostat (Bruker, A547/N)
  • Spectromètre à transformée de Fourier Vertex 80 (Bruker) de résolution maximale 0.075 cm-1
  • Sécheur d’air (Domnick Hunter, CO2RP280)
  • Ordinateur de pilotage
  • Coupole composée d’un dôme mobile et de murs fixes
     
Bilan
  • Observation de l'ozone troposphérique et stratosphérique
Nous avons tout d’abord vérifié que les données mesurées par OASIS sont en accord avec diverses mesures corrélatives (IASI, OMI, GOME-2, SAOZ, REPROBUS) et ainsi pu montrer que cet observatoire à moyenne résolution spectrale (0, 075 cm-1) effectue des observations de qualité et permet l’observation routinière de la colonne totale d’ozone avec une grande précision. De plus, les observations infrarouges d’OASIS ont permis la mesure novatrice de la colonne partielle de l’ozone troposphérique intégrée entre 0 et 8 km d’altitude (incluant le transport régional et continental dans la troposphère libre). Ce dernier point est d’intérêt pour la qualité de l’air en zone urbaine (à Créteil) où l’on s’intéresse à la composition des basses couches de l’atmosphère et offre des perspectives intéressantes concernant la complémentarité des mesures au sol et des mesures par satellites. Entre février 2009 et décembre 2012, près de 180 jours de mesure ont été analysés et ont permis de suivre la variabilité saisonnière de l’ozone troposphérique. En été, des événements de pollution ont été identifiés sur les quatre années passées grâce à la mesure de la colonne troposphérique d’ozone faite par OASIS qui confirment les observations au sol du réseau AIRPARIF.
  • Observation du monoxyde de carbone
Pour vérifier la qualité des données de monoxyde de carbone observées par OASIS, nous les avons comparées avec d’autres mesures (MOPITT, IASI) et des prédictions (MOCAGE) et ainsi pu démontrer la capacité de cet observatoire à mesurer cette molécule dans l’atmosphère. De plus, les variabilités saisonnières et journalières détectées par OASIS ont été discutées.


Projets/prospective
Dans l’avenir, nous poursuivrons les enregistrements de l’ozone troposphérique qui seront comparés avec des mesures in situ (eg. celles de surface du réseau AirParif pour identifier les épisodes de pollution) et avec des prédictions des modèles troposphériques régionaux pour la qualité de l’air (CHIMERE par exemple). De plus, en confortant notre collaboration avec l’équipe IMK-ASF à Karlsruhe le traitement des spectres enregistrés sera élargi pour déterminer également la quantité de HNO3 et d’autres espèces moléculaires grâce au grand domaine spectral de mesure de l’instrument (700-11000 cm-1). Nous prévoyons, pour le monoxyde de carbone et l’ozone des comparaisons avec les mesures de l’instrument QUALAIR (équivalent d’OASIS à l’UPMC, affilié à l’OSU Ecce Terra).

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mise à jour le 14 février 2014

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