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Université Pierre et Marie Curie (2016)

Etude statistique de la variabilité des teneurs atmosphériques en aérosols désertiques en Afrique de l’Ouest

KALY, François

Titre : Etude statistique de la variabilité des teneurs atmosphériques en aérosols désertiques en Afrique de l’Ouest

Auteur : KALY, François

Université de soutenance : Université Pierre et Marie Curie et Université Cheikh Anta Diop (UCAD) (co tutelle)

Grade : Doctorat 2016

Résumé
Le but de cette thèse est de documenter la variabilité des teneurs en aérosols minéraux en Afrique de l’Ouest et de comprendre les mécanismes qui la contrôlent. L’analyse des concentrations mesurées au sol au Sahel montre que ce sont les transports d’aérosols sahariens qui sont responsables des maxima de concentration observés en sai- son sèche Marticorena et al. [2010]. Ces évènements présentent une très forte variabilité à l’échelle intra-saisonnière et interannuelle mais une certaine persistance à l’échelle ré- gionale. Quelles sont les conditions météorologiques qui expliquent cette variabilité ? La réponse à cette question ne peut être obtenue qu’au travers d’une analyse systématique et conjointe des conditions météorologiques régionales et des mesures d’aérosol désertiques sur le continent (concentration de surface, épaisseurs optiques en aérosols) et au large de l’Afrique de l’Ouest. Les mesures d’épaisseur optique en aérosols (AOT) permettent la surveillance globale du contenu atmosphérique en particules. Cependant la relation permettant de retrouver les concentrations massiques en ( PM 10 ) à partir des mesures d’épaisseur optique n’est pas toujours simple. Ainsi dans un premier temps l’analyse de la variabilité de la concentration en PM 10 des conditions météorologiques locales mesurées au sol, a permis de confirmer un cycle saisonnier régional présenté par Marticorena et al. [2010], caractérisé par un maximum de concentration en saison sèche et un minimum pendant la saison des pluies sur l’ensemble de trois stations.
L’analyse du cycle diurne des concentrations a permis de voir qu’il est diffèrent selon les saisons. En saison sèche, le jet de basses couches ( NLLJ en anglais) saharien semble moduler le cycle diurne des concentra- tions en particules mesurées au Sahel, tandis que l’évolution diurne des concentrations de poussière en saison des pluies apparaît être modulé par l’évolution des systèmes convectifs a l’échelle régionale. Dans un deuxième temps, une méthodologie basée sur une classifica- tion en types de temps a été proposée. Elle permet de mettre en évidence des situations météorologiques typiques pour lesquelles la relation AOT- PM 10 est simplifiée, puis une modélisation de PM 10 à partir de l’épaisseur optique. Pour cela deux approches ont été adoptées. D’abord une famille composée de six régimes de temps bruts a été définie dé- crivant la saisonnalité climatique. La mise en relation AOT- PM 10 permet de voir que les régimes de temps caractéristiques du flux d’harmattan présentent une relation meilleure en terme de corrélation par rapport à la relation avant la séparation en type de temps. Ensuite six régimes de temps ayant un impact sur la variabilité interannuelle des aérosols ont été définis. Les régimes de temps obtenus sont caractérisés par une forte variabilité interannuelle et moins persistante que pour les régimes de temps bruts. Les régimes de temps sont caractérisés par des anomalies de circulation atmosphérique, soit cyclonique, soit anticyclonique, d’échelle synoptique et centrée sur le nord du domaine. L’intégration de l’ensemble de cette approche en régimes de temps permet d’obtenir des résultats satisfaisants dans la prévision des valeurs de PM 10 , ouvrant des perspectives en terme de système d’alerte précoce.

Mots clés : Aérosols désertiques teneurs athmosphériques Afrique de l’Ouest

Version intégrale (Bibliothèque numérique UCAD)

Page publiée le 27 septembre 2016, mise à jour le 27 décembre 2017