Projet ANR-10-BLAN-0609 – TRO-Pico : Bilan multiéchelle de l’eau dans la haute troposphère et la basse stratosphère des régions TROpicales.
Programme : Sciences de l'information, de la matière et de l'ingénierie : Système Terre, environnement, risques (Blanc SIMI 6) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Emmanuel RIVIÈRE (UNIVERSITE DE REIMS CHAMPAGNE-ARDENNE)
Partenaires : Division Technique de l'Insu; Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales; Groupe de Spectrométrie Moléculaire et Atmosphérique; Laboratoire d'Aérologie
Montant : 600000.0 euros
Date de début : 2010
Durée : 48 mois
Résumé : La vapeur d’eau (WV en anglais) 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 ou 20 km et la condensation de la vapeur d’eau sous forme de 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 sur les 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 en 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’étendrait 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 d’octobre 2011 à avril 2012  pour en étudier la variation le long de toute la saison convective, 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 janvier- février 2012, 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 seront constituées des données de deux radar en bande S  permettant d’identifier la présence des overshoots dans un domaine de 250 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 (BAMS 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 (NAT), et enfin l’évaluation de la qualité des produits de vapeur d’eau des instruments français  IASI sur Metop et Saphir sur Megha-Tropiques. Enfin, au cas où à la fois TRO-Pico et CONVECTRO seraient retenus, une forte interaction entre les projets, permettraient peut-être à la communauté française une réelle avancée dans la compréhension du transport vertical et de la vapeur d’eau dans la basse stratosphère qui reste encore un domaine très mal représenté dans les modèles météorologiques et climatiques.