Projet ANR-12-ASTR-0029 – DRUMS : Modélisation des aérosols désertiques : Evaluation des Performances et de la Sensibilité
Programme : Accompagnement spécifique des travaux de recherches et d’innovation Défense (ASTRID) 2012
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Madame Béatrice MARTICORENA (Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques)
Partenaires : Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques; NUMTECH SARL
Montant : 285823.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 36 mois
Résumé : L'objectif de ce projet est de développer, en vue de son application dans un contexte académique et commercial, un modèle régional d'aérosols désertiques qui simule de façon fiable l'ensemble du cycle de ces aérosols à des échelles temporelles allant de l'échelle évènementielle à l'échelle pluriannuelle. 
Les principales étapes de ce projet sont (i) le développement d'un modèle régional d'aérosols désertiques basé sur un modèle météorologique régional, le modèle Weather Research and Forecast (WRF), dans lequel seront implantées en ligne des paramétrisations spécifiques des émissions, du transport et du dépôt des aérosols désertiques, (ii) l'évaluation de la qualité des simulations produites avec cet outil et (iii) l'évaluation de leur sensibilité à deux principaux forçages : le forçage météorologique et les propriétés de surface (rugosité, type de sol…) des zones sources. Ce modèle servira de base pour le développement d'une plateforme de modélisation et de prévision dédiée aux aérosols désertiques utilisée et distribuée par la société NUMTECH. 
L'estimation des performances du modèle et l'étude de sensibilité sera réalisée sur un domaine de simulation (45°N-0°N; 45°W-55°E) centré sur le nord de l'Afrique, région où les émissions de poussières sont les plus importantes au monde. C’est aussi pour cette zone que nous disposons de la base de données d'états de surface la plus appropriée. L'étude de sensibilité au forçage météorologique sera basée sur les produits fournis pas les centres météorologiques américain et européen pour les années 2006 à 2008 avec une résolution spatiale de l'ordre de 1°×1°. Un downscaling de ces champs météorologiques sera réalisé aux résolutions spatiales 0.5°×0.5° and 0.25°×0.25° avec le modèle WRF. L'étude de sensibilité aux propriétés de surface en zone source portera sur l'impact de la résolution spatiale des données d'entrée sur la qualité des simulations. 
Un ensemble de données de validation spécifique sera développé en rassemblant et en synthétisant (i) les données acquises au cours des campagnes de terrain récemment menées en Afrique du Nord et de l'Ouest (AMMA, SAMUM-1, DODO), (ii) des mesures d'aérosols à long et moyen termes obtenues en Afrique de l'Ouest et sur la Méditerrannée (AERONET, Sahelian Dust Transect, réseau de dépôt DEMO) et (iii) des produits satellites récents renseignant la charge atmosphérique en aérosol et leur distribution verticale (épaisseurs optiques en aérosol des capteurs MODIS et PARASOL, profils verticaux CALIPSO). Le niveau d'accord avec les observations sera quantifié par des indicateurs statistiques adaptés de ceux utilisés classiquement pour qualifier les modèles de qualité de l'air. 
L'intérêt principal de ce projet est le développement et l'optimisation d'un modèle régional décrivant l’émission, le transport et le dépôt des poussières. Ce modèle constituera une base validée pour la mise en oeuvre d'une plateforme opérationnelle distribuée par NUMTECH pour des objectifs et/ou clients dans les domaines civil et militaire. Ce projet fournira également une évaluation objective et complète des biais et des limitations actuels des modèles régionaux d'aérosols désertiques, ce qui permettra de définir des voies d’améliorations de ces modèles.