Projet de recherche CG/DD1/02 (Action de recherche CG)
Contexte
Étude de la composition de la troposphère à l’échelle globale, et en particulier l’impact de l’industrialisation et de la biosphère (émissions d’hydrocarbures) sur l’abondance de l’ozone troposphérique et la capacité oxydante de l’atmosphère.
Objectifs
- Réduire les incertitudes quant aux processus chimiques et physiques qui contrôlent la distribution globale des espèces chimiques dans la troposphère, en particulier les oxydants et les gaz à effet de serre contrôlés par la chimie (méthane, ozone).
- Quantifier le bilan global de l’ozone troposphérique et de ses précurseurs (monoxyde de carbone, hydrocarbures, oxydes d’azote), ainsi que les processus qui déterminent l’abondance du radical hydroxyle (OH), "le détergent" de l’atmosphère.
- Déterminer l’influence des activités humaines sur la composition chimique et la capacité oxydante de l’atmosphère, et fournir une estimation de l’évolution future possible de la composition troposphérique.
- Déterminer l’impact global des composés organiques (en particulier, les espèces biogéniques) sur la capacité oxydante de l’atmosphère et l’ozone troposphérique.
- Élucider le mécanisme d’oxydation de terpènes importants par le radical hydroxyle (OH) à l’aide de la technique de réacteur "fast-flow".
- Quantifier les rendements de produits de ces réactions en fonction de diverses conditions de réaction.
- Générer les données mécanistiques requises dans les modèles de chimie atmosphérique de façon à pouvoir estimer l’effet des terpènes sur la composition de l’atmosphère, en particulier les abondances de monoxyde de carbone, de l’acétone, du formaldéhyde, de l’acétaldéhyde et de l’ozone
Méthodologies
- Développement de modèles numériques tridimensionnels de la composition de la troposphère globale : IMAGES, déjà réputé comme outil utile pour l’étude des processus troposphériques et pour évaluer l’impact des activités humaines, et MOZART, un nouveau modèle développé principalement au NCAR (National Center for Atmospheric Research, U.S.A.).
- Validation des modèles par comparaison avec les données d’observation disponibles.
- Études des changements de la composition de la troposphère depuis l’époque préindustrielle, et estimation de l’évolution future possible, en particulier dans le cadre de notre contribution au rapports IPCC.
- Détermination des émissions globales de composés organiques volatiles.
- Étude du rôle des composés organiques volatiles sur la composition de la troposphère, au moyen d’études de sensibilité.
- Utilisation de la technique de réacteur "fast-flow" pour la simulation en laboratoire des processus de chimie atmosphérique.
- Développement et application de nouvelles techniques analytiques pour la détermination qualitative et quantitative des produits d’oxydation des terpènes.
- Adaptation et utilisation des modèles de chimie atmosphérique existants RACM (Regional Atmospheric Chemistry Model) et MCM (Master Chemical Model) pour la simulation d’expériences de laboratoire.
Partenaires
Le réseau consiste en seulement deux partenaires: IASB-BIRA (Institut d’Aéronomie Spatiale de Belgique, P.I.: Dr. J.-F. Müller), chargé des aspects de modélisation du projet, et la Division de Chimie Analytique de la Katholieke Universiteit Leuven (P.I. Prof. Ch. Vinckier), chargé des études de laboratoire de l’oxydation par OH de plusieurs hydrocarbures biogéniques importants.
Produits et résultats attendus
- Versions améliorés de deux modèles tridimensionnels de chimie troposphérique.
- Techniques et méthodes d’investigation des chemins d’oxydation des composés organiques par les radicaux hydroxyles à l’échelle du laboratoire.
- Nouveau mécanisme cinétique représentant l’oxydation de plusieurs composés organiques biogéniques importants (monoterpènes).
Collaborations internationales
- National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colo., U.S.A.
- Service d’Aéronomie, Université Paris VI, France
- LISA, Université Paris XII, France
- Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC)
- Participation au projet Eurotrac CMD (Chemical Mechanism Development)
Anthropogenic and biogenic influences on the oxidizing capacity of the atmosphere: final report
Müller, J-F - Vinckier, C. - Wallens, S. ... et al. Brussels: OSTC, 2001 (SP0918)
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[Epuisé]
Anthropogenic and biogenic influences on the oxidising capacity of the atmosphere: summary
Brussels: OSTC, 2001 (SP0994)
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Influences anthropiques et biogéniques sur la capacité oxydante de l'atmosphère: synthèse
Bruxelles: SSTC, 2001 (SP0995)
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Antropogene en biogene invloeden op de oxiderende capaciteit van de atmosfeer: synthese
Brussel: DWTC, 2001 (SP0996)
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