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TRO-pico est un projet de 4 ans financé par l’Agence Nationale de Recherche. Il vise à étudier l’impact de la convection profonde, et particulièrement les overshoots (pénétrations convectives jusque dans la basse stratosphère) sur le bilan de vapeur d’eau, de l’échelle locale à l’échelle continentale.

Voir résumé ci-dessous :

La vapeur d’eau est une composante clé du système climatique et chimique de la stratosphère.
Dans la haute troposphère et la basse stratosphère (UTLS) des régions tropicales, son abondance dépend d’une compétition entre deux mécanismes : des injections locales de cristaux de glace associées à de violents overshoots convectifs qui après sublimation dans un environnement sous-saturé humidifient la stratosphère jusqu’à 19-20 km, et la condensation solide de la vapeur formant ainsi des cirrus fins dans les régions du globe les plus froides à la tropopause dont les cristaux sédimentent et assèchent la couche.
Cependant si le mécanisme local d’humidification au dessus des continents, ignoré des modèles météorologiques et climatiques, est maintenant largement reconnu, son impact à l’échelle globale est encore discuté.

Le but de TRO-pico est de tenter de quantifier le flux de vapeur d’eau résultant de ces overshoots pour en déduire leur impact à plus grande échelle y compris sur la variabilité saisonnière de la vapeur d’eau.
Le projet consiste en une combinaison de mesures sous ballon aux tropiques, d’observations sol et satellitaires et de modélisation à différentes échelles.
La campagne de terrain proposée dans la région la plus convective de l’Amérique du Sud dans l’état de Sao Paulo au Brésil s’étend sur deux périodes de temps :
- une première de sondages réguliers de vapeur d’eau (hygromètre diode laser Pico-SDLA et spectromètre proche IR mini-SAOZ) deux à trois fois par mois en mars 2012 puis d’octobre 2012 à février 2013 pour en étudier la variation le long de toute la saison humide, appelée SMOP pour « Six Month Observing Period »,
- une seconde, intitulée IOP pour « Intense Observing Period » de sondages de vapeur d’eau, méthane, NOx, ozone, aérosols, particules de glace et champ électrique à l’aide d’instruments adéquats au plus près des orages durant la période convective la plus intense en mars 2012 et janvier- février 2013, pour étudier le mécanisme de transport troposphère-stratosphère et d’humidification, la fréquence des évènements et leur impact à l’échelle régionale.

Les observations associées sont constituées des données de deux radars en bande S permettant d’identifier la présence des overshoots dans un domaine de 240 km de rayon, et de celles de vapeur d’eau des satellites AURA-MLS, IASI et Megha-Tropiques, d’aérosols et de nuages de CALIPSO et profils de température de la constellation COSMIC GPS.
Quant aux modèles destinés à simuler ces observations, l’idée consiste à en utiliser toute une gamme, depuis l’échelle du nuage convectif (BRAMS et Meso-NH) en mode « Cloud Resolving Model », jusqu’aux échelles continentale et globale (MOCAGE-PALM avec assimilation de données MLS) pour examiner ce que peuvent reproduire les uns et les autres, et tenter de comprendre les modifications éventuelles qui pourraient être apportées pour mieux rendre compte des observations. Par ailleurs, les mêmes données permettront d’aborder deux autres questions ; celle de l’influence possible du champ électrique associé aux orages et des NOx formés par les éclairs sur la composition des cirrus (proche des NAT dans les nuages stratosphériques polaires), et enfin l’évaluation de la qualité des produits de vapeur d’eau des instruments français IASI sur Metop et Saphir sur Megha-Tropiques.