1 LMD 2 LSCE/CEA 3 SA Institut Pierre Simon Laplace

1. ATMOS: La plateforme mobile de l’IPSL pour l’observation des processus physico-chimiques et du climat J. Cuesta1, P. Chazette1,2, P. H. Flamant1, B. Bonsang2, D. Edouart1, L. Estevan1, F. Gibert1, V. Gros2, F. Marnas1, J.-C. Raut1,2, J. Sanak2, C. Flamant3 1LMD 2LSCE/CEA 3SA Institut Pierre Simon Laplace

2. Objectifs scientifiques : Etudes des processus physico-chimiques, de la qualité de l’air et du climat: • Aérosols, nuages et gaz minoritaires • Dynamique atmosphérique • Bilan radiatif • Canopée végétale La plateforme de télédétection MOBILIS “Moyens mOBIles de téLédétection de l’IpSl” ATMOS “Atmospheric Mobile ObServatory” Resp.: J. Cuesta, P. Chazette La station in-situ SAMMO “Station Aérosols et chiMie MObile” et futures collaborations Resp.: B. Bonsang, V. Gros IPSL « facility »  Essentiellement pour les campagnes de terrain et/ou en complément des sites fixes

3. La plateforme mobile ATMOS : SAMMO Capteurs in-situ MOBILIS Télédétection active et passive En ULM  Aéroporté En voiture  Transect sol En conteneur  Longue durée En camion  Durée moyenne Déploiement d’ATMOS lors de Campagnes de terrain internationales et de Validation Satellite En 2005, LISAIR Qualité de l’air (aérosols et gaz) dans la Mégapôle Parisienne En 2006, AMMA  Aérosols désertiques et Feux de biomasse au Sahel (Niamey)  Dynamique atmosphérique et aérosols au Sahara (Tamanrasset) En 2007, COPS Interaction aérosols et nuages précipitants dans les Vosges  Validation de la mission spatiale CALIPSO

4. Instrumentation de MOBILIS: Télédétection Télédétection Active: • Mini-Lidar TReSS rétrodiffusion • 532 nm // • 532 nm  • 607 nm (R) • 1064 nm • Mini-LidarMobile LAUVArétrodiffusion • 355 nm // • 355 nm  • (sécurité occulaire) • LidarLESAArétrodiffusion • 355 nm // • 387 nm (R) • (sécurité occulaire) Télédétection Passive: Pyranomètre 300-800 nm Photomètre solaire CIMEL8 cannaux: 340, 380,440, 500, 670, 870, 936, 1020 nm Radiomètre IR 9.5-11 um

5. Instrumentation de SAMMO: In-situ Granulomètres aérosols: Coefficient de diffusion: Néphelomètre TSI450, 550, 700 nm Diffusiomètres 880/920nm Granulomètre optique0,15 < r < 10 um Granulométrie par impaction (ELPI)0,03 < r < 10 um Speciation chimique: Concentration de particules: AethalomètreCarbon de suie TEOMMasse PM25, PM10 Chromatrographe OptiqueCO, hydrocarbures C2-C6 , C5-C12 Analyses des filtresFluorecence X et ICP Variables Météorologiques Anémomètre sonique Sonde PTU

6. 1. LISAIR: Qualité de l’air en région parisienne (1/3) • Structure verticale des aérosols Couche d’aérosols Sahariens • Rétrodiffusion • apparente Aérosols de feux de Portugal Aérosols parisiens dans la couche limite 2) Rapport de dépolarisation  indice de forme 26 Mai 2005 - Palaiseau 3) Rapport de couleurs (Angström)  indice de taille • Impact en surface [Cuesta et al., ILRC 2008]

7. 1. LISAIR: Qualité de l’air en région parisienne (2/3) • Facteurs d’émission des polluants 18 Mai 2005 - Paris Hauteur CLA Facteurs d’émission Aérosols parisiens dans la CLA Csurface [Chazette et al., ILRC 2008]

8. 1. LISAIR: Qualité de l’air en région parisienne (3/3) • Indice de réfraction complexe de l’aérosols Lidar + Photomètre  BER 18 Mai 2005 Paris + Distribution en taille (Granulo) + Coefficient de diffusion (Néphèlo) mreél mimag [Raut and Chazette, ACP 2007,2008] • Distribution en taille par couches Lidar + Inversion Photomètre dV/dlnr 16 Juillet 2005 - Palaiseau aérosols parisiens aérosols Sahariens Aérosols Sahariens [Cuesta et al., AO, 2008]

9. 2. AMMA: Aérosols et dynamique au Sahara (1/2) 25 Juin 2006 - Tamanrasset • Cycle diurne de la couche limite Saharienne (Mini-Lidar au sol) 1 km/h Dust updrafts > u* • Répartition verticale des aérosols Sahariens Cloud downdrafts GradientVertical Synergie avec CALIPSO CLAS homogène et élevée + Cu au sommet (Lidar spatial) Transect Nord-Sud (1304 UTC) Hoggar Atlas [Cuesta et al., JGR, 2008]

10. 2. AMMA: Aérosols et dynamique au Sahel (2/2) • Caractérisation/répartition verticale de couches d’aérosols Aérosols de feux de biomasse Poussières désertiques La Tapoa Niamey « LAUVA » aéroporté sur ULM (P. Chazette, J. Sanak) [Chazette et al., 2007] Aérosols de feux de biomasse Poussières désertiques BER (sr-1) α(km-1)

11. 3. COPS: Aérosols et précipitations dans les Vosges • Impact du transport à longues distances Front Aérosols sahariens Aérosols ruraux + urbains [Cuesta et al., Workshop COPS 2008] • Intrusion des couches sèches Couche sèche Aérosols sahariens Aérosols ruraux + urbains [Flamant et al., Workshop COPS 2008]

12. 4. Développements en cours (1/2) • Lidar Mobile Multi-longueur d’onde: Raman & Elastique 3 voies élastiques (β)2voies Raman N2 (α) Profils verticaux de distribution en taille + Greenbelt, USA 1500 m AGL LESAA & TReSS 1800 m AGL e.g. [Veselovskii et al., 2006]

13. 4. Développements en cours (2/2) • Lidar Canopée (Collaboration avec Sylvie Durrieu, CEMAGREF) • Télémetrie précise de la surface • État de la végétation En synergie avec une caméra 3 bandes :

14. Conclusions et perspectives • ATMOS, l’IPSL facility : MOBILIS + SAMMO Plateformes mobiles polyvalentes et de haute performance pour les campagnes de terrain internationales (LISAIR, AMMA, COPS) • Collaborations en cours et futures: CNRM (4M, A. Dabas, G. Pigeon) : dynamique atmosphérique / surface (déjà dans COPS) LSCE (RAMCES, M. Ramonet, I. Xueref) : flux CO2 couche limite / surface (projet CO2 MEGAPARIS) Projet AEROTROP « Réseau Aérosols Français », (P. Laj, M. Legrand) Synergie et Validation CETP pour radar doppler (A. Protat et A. Weill)  LISA (B. Marticorena, P. Formenti?, MILEAGE?)  LMD (Equipe FLUO VEGETAL) • Déploiements en 2009/2010:  Programme MEGAPOLI en région parisienne « Chantier Mediterranée » Projet FENNEC au Sahara