2. GPL – C ONCEITOS E E VOLUÇÃO
2.3. O C ASO P ARTICULAR DO A RQUIPÉLAGO DOS A ÇORES
Pour tester l’introduction de la chimie du soufre dans le modèle MOCAGE, des
simulations ont été effectuées pour la période allant du 1
ermai au 1
erseptembre
2003. Cette période a été choisie à la suite de l’étude précédente sur le Plomb 210
pour son caractère météorologique particulier (canicule très marquée en Europe).
Tout d’abord, une première simulation a été faite avec la chimie complète du
soufre sur le domaine Europe avec une résolution de 0.5
o, identique à celle employée
au chapitre précédent.
Les concentrations en ozone, dioxyde de soufre et sulfate à la surface ont été
moyennées sur la période de simulation et tracées sur des cartes de l’Europe en
figure 4.2 pour les trois mois d’été.
Les concentrations obtenues pour l’ozone sont du même ordre de grandeur que
les simulations de Dufour et al. (2004) faites sans chimie du soufre. Ceci signifie
que même si la chimie du soufre introduite dans MOCAGE a un impact sur les
concentrations des espèces chimiques qui réagissent avec les espèces soufrées, elle ne
perturbe pas les équilibres entre les espèces. On constate sur la carte des
concen-Figure 4.2 – Concentrations d’ozone, de dioxyde de soufre et de sulfate en µg.m
−3simulées
par MOCAGE et moyennées sur la période estivale de 2003 (juin, juillet et août).
Chapitre 4. Le soufre dans MOCAGE
trations moyennes de dioxyde de soufre deux maxima (tâches rouges) en France
correspondant aux sites du Havre et de Marseille. De même, le long de la côte ouest
de l’Espagne et du Portugal, en Mer du Nord et dans le sud de la Méditerranée,
on observe des plages de maxima liées vraisemblablement à la pollution par les
car-burants des bateaux. Enfin, les centrales thermiques d’Angleterre, du Bénélux et
d’Allemagne sont également des sources de pollution en sulfate via le dioxyde de
soufre.
Afin de faire une première validation de ces simulations, les concentrations de
di-oxyde de soufre et de sulfate ont été comparées aux données issues du réseau EMEP
(Hjellbrekke (2005)) moyennées sur l’été 2003 (figures 4.3 et 4.4). On constate que
pour le dioxyde de soufre, le modèle a tendance à surestimer les concentrations en
sites de plaine (dont le site Carbosol de K-pustza), tandis qu’il sous-estime
sys-tématiquement les concentrations en sites d’altitude (au-delà de 1000 mètres) et
notamment pour le site de Schauinsland. Les émissions de dioxyde de soufre dans
l’atmosphère de MOCAGE ne sont donc peut-être pas bien réparties en fonction de
l’altitude.
Par contre, on constate que pour les concentrations de sulfate, l’altitude ne semble
pas avoir d’effet. Les faibles concentrations sont surestimées par MOCAGE, tandis
que les fortes sont sous-estimées. Marmer and Langmann (2007) constatent ce même
problème pour l’été 2002.
Les concentrations de sulfate obtenues par MOCAGE sur les sites de
CARBO-SOL ont été comparées aux observations. Il est important de noter que, comme cela
a été fait pour le Plomb 210, pour les stations d’altitude, les valeurs de sulfate
is-sues de MOCAGE ont été prises au niveau de pression moyenne de la station. Tout
d’abord, nous avons comparé les moyennes observées et simulées et calculé le biais
du modèle du 11 mai au 1
erjuillet, les dix premiers jours de mai correspondant au
spin-up du modèle pour le soufre. Les résultats sont présentés dans le tableau 4.2.
Le comportement du modèle est très variable d’une station à l’autre. Ainsi, pour
les deux stations de plaine, les moyennes et les écart-types simulés et observés sont
en accord pour Aveiro (comme pour le
210Pb), tandis que si la variabilité à K-puszta
est bien reproduite (écarts-type proches en valeur) la moyenne est surestimée par le
JJA
0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5Observations (µg[S]/m3)
S
im
u
la
ti
o
n
M
O
C
A
G
E
(µ
g
[S
]/
m
3
)
sites > 1000 m sites < 1000 m sites CarbosolFigure 4.3 – Comparaison des concentrations de dioxyde de soufre mesurées dans le réseau
EMEP et simulées par MOCAGE moyennées sur la période estivale de 2003 (juin, juillet et août).
Nom moyenne (écart-type) moyenne (écart-type) biais en absolu
mesurée simulée (en pourcentage)
Aveiro 3944 (1165) 3966 (1475) -22 (-0.6%)
K-puszta 3931 (878) 5064 (951) 1133 (28.8%)
Puy de Dome 2365 (1560) 2484 (680) 119 (5.0%)
Schauinsland 3775 (1388) 2846 (884) -929 (-24.6%)
Sonnblick 2865 (943) 1647(332) -1217 (-42.5%)
Observatoire Vallot 547 (152) 936 (122) 389 (71.1%)
Tableau4.2 – Moyennes et écart-types (entre parenthèses) mesurés et simulés, biais en valeur
réelle (en ng.m
−3) et en pourcentage dans les sites CARBOSOL, du 11 mai au 1
erChapitre 4. Le soufre dans MOCAGE
JJA
0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5Observations (µg[S]/m3)
S
im
u
la
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o
n
M
O
C
A
G
E
(µ
g
[S
]/
m
3
) sites < 1000 m
sites > 1000 m
sites Carbosol
Figure 4.4 – Comparaison des concentrations de sulfate mesurées dans le réseau EMEP et
simulées par MOCAGE moyennées sur la période estivale de 2003 (juin, juillet et août).
modèle MOCAGE. Pour les stations de moyenne montagne, on peut faire le même
constat entre la moyenne simulée au Puy de Dôme qui est proche de la valeur
observée et celle à Schauinsland où l’écart est de presque 25%.
Pour discuter en détail des résultats de la simulation, les concentrations simulées
pour les sites CARBOSOL ont été calculées selon le même pas de temps que les
observations et comparées à celles-ci. Les graphiques temporels ont été tracés sur la
figure 4.5.
Tout d’abord, comme pour la simulation du
210Pb à la résolution 0.5
o, on est parti
d’un état de l’atmosphère sans sulfate, il faut donc un temps de mise à l’équilibre
du modèle qui est d’environ dix jours, au vu des graphiques temporels. Pour la
comparaison proprement dite, on constate un bon accord entre les mesures et les
observations pour la station d’Aveiro. Le bon comportement du modèle pour le
transport du
210Pb à cette station se retrouve ici pour le sulfate. Pour la station
de K-puszta, il y a un déphasage entre les mesures et les simulations. Hormis pour
l’Observatoire Vallot et Aveiro, on retrouve le problème de sous-estimations des
concentrations de fin mai à début juillet constaté pour les valeurs de
210Pb. Mais des
phénomènes liés à la chimie du soufre (puisque non-présents dans les simulations de
210