Titre these

1. Titre these Analyses statistiques de la variabilité de l’ozone et de la température dans la moyenne atmosphère à partir des données des Services d'Observation NDSC et MOZAIC Borchi François, Keckhut Philippe, Pommereau Jean-Pierre, Goutail Florence, Naveau Philippe, Bekki Slimane, Hauchecorne Alain & Colette Augustin

2. Surveillance et étude des changements de la stratosphère • Objectif : Interaction entre l’ozone stratosphérique et le climat processus chimiques, dynamiques, radiatifs et hors atmosphère Contribution et impact climatique? Homme ? MOZAIC An. Multidim. : Etude de l’HT/BS aux mid-latitudes Assimilation : Validation/exploitation des satellites Climat NDSC Ondelettes : Etude de la variat° interannuelle de l’O3 Régres. Multilinéaire : Tendance de l’O3 et Températ. Quels outils ?

3. Analyses Multidimensionnelles : Échanges aux moyennes latitudes Méthodes statistiques : • Analyse en Composantes Principales, • Classification (CHA, K-means), • Analyse Discriminante. => Discrimination de masses d’air SO MOZAIC : O3, H2O et T° mesurés à bord de 5 avions de ligne. • Résultats : • Existence d’une zone de mélange • => Variation saisonnière • Existence d’une stratosphère «humide» Borchi & Marenco, Atmos. Env.,2002, Borchi et al., Atmos. Env., 2005, Borchi et al., soumis à Annales Geophys., 2005.

4. Analyses Multidimensionnelles : Applications récentes • Classification de cirrus à l’OHP (lidar) • Keckhut, Borchi, Bekki, Hauchecorne • & SiLaouina, J.A.M., 2005. • Discrimination des feuillets d’O3 en Europe • (MOZAIC, lidars et sondes O3, H2O) Colette, Ancellet& Borchi, At.Env., 2005. • Résultats : • Méthode optimale de classification des feuillets. • Caractériser ces feuillets ainsi que leur origine : • => Basse stratosphère, couche limite polluée, • troposphère libre. • Résultats : • 4 classes de cirrus plus ou moins épais : • => 1 classe proche de la tropopause • => 3 classes plus bas dans la troposphère.

5. Assimilation de l’O3 de GOMOS dans MIMOSA Vortex avec MIMOSA (23-25 sept. 2002) Vortex avec MIMOSA + GOMOS Ozone à 550K (ppbv) 2000 3000 4000 Assimilation : Validation et exploitation satellite S. Rharmili & S. Bekki • Méthodes :Outils d’assimilation • Coïncidences spatio-temporellesparfaites • Amélioration de la validation, • Combinaison de satellites => long terme. • Champs globaux • Distribution spatio-temporelle à l’échelle globale. Objectifs : Assimiler l’O3 et le NO2 de GOMOS dans le modèle MIMOSA, Appliquer à d’autres instruments (OMI, TOMS 3, GOME 2) à partir du réseau NDSC.

6. Rupture dans les variations d’ozone D1 D2 D3 D4 50 150 200 250 300 100 Jours julien Ondelettes : variations de l’ozone arctique à partir du satellite TOMS Méthode : Non decimated wavelet transform (NWT) => Déterminer la date de rupture des variations de la colonne d’O3. Résultats : 2 types de rupture dans les variations d’O3 => l’une nette au printemps l’autre plus diffuse => 2 types d’hiver = l’un froid et vortex isolé l’autre chaud et vortex mal isolé Naveau, Keckhut, Borchi, Hauchecorne & Goldfarb, J.A.S.T.P., en cours.

7. Régression : Tendance à long termede la température du SO NDSC Méthodes : Régression multilinéaires : T(t) = moy + Saison(t) +A•t(+A’•t2?)+ B•Solaire + C•QBO + D•ENSO + E•Aérosol +N•t A, A’= amplitudes des tendances B, C, D, E = facteurs des variabilités naturelles N = résidus (bruit) Résultats : Refroidissement de la strato. 1-3K/Décade Problèmes de la non linéarité et de la dépendance des variables => Quels outils ? Keckhut et al., J. Geophys. Res., 2001

8. Régression : Tendances à long termede l’O3 et du NO2 du SO SAOZ / NDSC Système d’Analyse par Obervations Zénithales : spectromètres UV-Visible,O3 et NO2 total. Méthodes : Régression multilinéaire et ultérieurement ondelettes à partir des SAOZ sol. Objectifs : Détecter le rétablissement attendu de l’O3. Comparer l’impact des processusnaturels à celui de l’homme. Tendance linéaire de la colonne d’O3 à Bauru (Brésil) F. Goutail O3 résiduel sans la variation saisonnière (%) Différence relative (%) O3 résiduel final (%) Lissage sur 13 mois 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

9. Conclusions et perspectives • Conclusions : • Classification de masses d’air (à la tropopause, feuillet d’O3 dans la HT) • et de cirrus par Analyses Multidimensionnelles (ACP, clusters, AD). • Outils d’assimilation à partir du modèle MIMOSA. • Détermination de la date de rupture des variations de l’O3 arctique à partir d’ondelettes. • Tendances linéaires de l’O3 et de la T° de la stratosphère par régressions multilinéaires. • Perspectives : • Outils d’assimilation => validation et exploitation scientifique des satellites. • Outils statistiques plus performants => tendances et variabilités de l’O3 et Température • modèle linéaire généralisé, ondelettes, réseau de neurones, modèle général additif, etc. ?