Atmospheric aerosol modelling: beyond the PREV’AIR system
Qualité de l‘air et climat : la modélisation des aérosols atmosphériques
Résumé
Since 2004, the French national air quality forecasting system, PREV’AIR, has been providing maps of forecasted ozone and particulate matter (PM) concentrations throughout Europe. At the national level,“analysed maps” based on simulations corrected with observations are also available daily. These products have been elaborated using modelling capacities developed within INERIS. Significant efforts have been placed on particulate matter modelling, considering the growing interest of the people in charge of air quality management and monitoring for these tools. Thus, beyond the PREV’AIR applications, research studies are being conducted within INERIS for improving knowledge in the fields of aerosol phenomenology, modelling and monitoring. The evaluation and the improvement of the CHIMERE-aerosol model is a priority. Comparison with available measurements generally shows that models underestimate the measured concentrations. This is a well-known limit of the current modelling systems, highlighted by several European model inter-comparison exercises: City-Delta and Eurodelta. INERIS participated in these projects, which enabled several phenomena to be clarified: uncertainties in emissions (wood burning, traffic), secondary aerosol formation processes, natural sources, cloud chemistry, etc. These topics are likely to be considered as future priorities for model development. Nevertheless the current performance of the CHIMERE model is satisfactory enough to use its results for analysing large scale pollution events involving PM, and especially secondary compounds such as ammonium nitrate. INERIS is also involved in research activities related to the links between air pollution and climate change. Aerosols, depending on their nature, play a special role through three main pathways: 1) Affecting the impact of solar radiation and having a cooling (sulphate, organic carbon) or warming (black carbon) effect on the atmosphere. 2) Impacting the vertical distribution of temperature and cloud formation 3) Changing the reflecting properties and lifetime of clouds, inducing a positive or negative effect on climate warming. INERIS has elaborated with the Laboratoire d’Aérologie (CNRS/LA) and with the support of ADEME a new aerosol model that can take the carbonaceous fraction accurately into account. A first step to reach a more accurate representation of links between future climate and air pollution.
Depuis 2004, le système PREV’AIR, système national de prévision de la qualité de l’air fournit, outre des prévisions des concentrations d’ozone, des prévisions des particules à l’échelle européenne et, depuis 2006, des cartes dites « analysées » de particules de diamètre inférieur à 10 microns - PM10 - (les seules réglementées à l’heure actuelle) à l’échelle de la France. Ces dernières sont établies à partir de résultats de simulations corrigés quotidiennement à l’aide des observations réunies dans une base par l’ADEME. Les particules, par les effets sanitaires qu’elles génèrent, font l’objet d’une attention de plus en plus grande des décideurs et des politiques. En particulier, les particules fines dont le diamètre est inférieur à 2,5 microns (PM2,5) seront certainement réglementées dans la future directive européenne unifiée de qualité de l’air. Cet intérêt croissant ainsi que le manque de connaissances sur bien des aspects de la pollution particulaire expliquent qu’au-delà de la question de la prévision et de la représentation cartographique des concentrations, des travaux de recherche et d’appui aux pouvoirs publics soient toujours activement menés à l’INERIS. Il s’agit de contribuer à une meilleure connaissance de la phénoménologie liée à la formation et au transport des aérosols, de leur mesure et de leur modélisation. L’objet du présent article est de proposer les résultats des travaux de modélisation menés à l’INERIS sur ce polluant, qui représente un réel enjeu scientifique, par la complexité des processus de formation des aérosols issus de transformations chimiques (dits secondaires), par l’impact sanitaire et environnemental qui le caractérise et par les aspects réglementaires qui le concernent.
Domaines
Sciences de l'environnement
Origine : Publication financée par une institution