En haut, en haut et loin avec PHILEAS : HALO research

COMMUNIQUÉ DE PRESSE CONJOINT DE FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH ET JOHANNES GUTENBERG UNIVERSITY MAINZ

Les précipitations extrêmes qui se produisent pendant la saison de la mousson asiatique provoquent à plusieurs reprises des ravages catastrophiques en Asie du Sud-Est. Les mêmes systèmes météorologiques qui provoquent ces événements extrêmes affectent également la région d’altitude de 12 à 20 kilomètres. Une forte convection transporte des masses d’air en partie fortement polluées de l’atmosphère au niveau du sol en Asie du Sud-Est dans cette région d’altitude, la soi-disant haute troposphère/basse stratosphère, et du nord du Pacifique par la suite vers l’Europe. Ce transport sera étudié au cours des deux prochains mois par une équipe de chercheurs atmosphériques au cours de la mission PHILEAS (Probing High Latitude Export of Air from the Asian Summer Monsoon). Le Forschungszentrum Jülich et l’Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) coordonnent la campagne. Des vols de mesure aéroportés utilisant l’avion à haute altitude HALO décolleront d’Oberpfaffenhofen en Bavière à partir de dimanche et d’Anchorage en Alaska dans environ deux semaines.

L’un des principaux objectifs de la campagne de deux mois est d’obtenir des informations sur les processus de transport et de mélange qui se produisent dans la haute troposphère et la basse stratosphère et qui influencent le climat et la météo à l’échelle mondiale. Un deuxième accent sera mis sur les graves incendies de forêt au Canada. « Les informations que nous recueillons nous permettront d’examiner le transport à longue distance des contaminants depuis les régions de mousson. De plus, nous nous concentrerons sur l’impact des incendies de forêt catastrophiques au Canada et leurs conséquences sur la stratosphère. La chaleur des incendies peut entraîner de puissants courants de convection qui amènent les aérosols et les polluants à des altitudes de 12 kilomètres ou plus. La configuration innovante de la charge utile utilisée pour PHILEAS nous offre la possibilité d’étudier les effets et le développement des panaches de fumée sur la composition correspondante et leur impact sur la l’environnement », a expliqué le professeur Peter Hoor, chef du groupe de mesures aéroportées à l’Institut de physique atmosphérique de l’Université de Mayence. Les données PHILEAS sont également un élément central pour les études sur les transports et les aérosols au sein du CRC TRR-301 “TPChange”, dirigé par le professeur Peter Hoor de l’Université de Mayence.

Surtout en été, les incendies locaux et le transport à longue distance depuis l’Asie contribuent à la pollution de la basse stratosphère. Pendant l’été, la mousson asiatique distribue des aérosols et des gaz à effet de serre dans tout l’hémisphère Nord. Son vaste transport convectif transporte des couches d’air proches de la surface contaminées en Asie du Sud-Est jusqu’à une hauteur d’environ 16 kilomètres. Ici, l’air pollué s’accumule dans ce qu’on appelle l’anticyclone de la mousson, une gigantesque zone de haute pression dans la haute troposphère au-dessus de l’Asie de l’Est. L’anticyclone de la mousson peut parfois s’étendre de la péninsule arabique à la côte pacifique de l’Asie. Pendant l’été et le début de l’automne, des masses d’air contenant des niveaux accrus de gaz à effet de serre et d’aérosols se séparent fréquemment de cette zone de haute pression. Ceux-ci se déplacent ensuite vers le nord-est au-dessus du Pacifique et sont ensuite mélangés dans la basse stratosphère. En plus des polluants, la vapeur d’eau est également transportée dans la basse stratosphère, qui est importante pour le climat dans cette région de haute altitude.

“Dans la phase initiale de PHILEAS, nous évaluerons le transport vers l’ouest des masses d’air polluées provenant de l’anticyclone de mousson volant d’Oberpfaffenhofen vers la péninsule arabique. Le transport vers l’est des masses d’air polluées au-dessus du Pacifique vers les hautes altitudes et leur incorporation dans la basse stratosphère sera examinée dans une deuxième phase de campagne par des vols depuis Anchorage », a déclaré le professeur Martin Riese, directeur de la section Stratosphère à l’Institut de recherche sur l’énergie et le climat (IEK) du Forschungszentrum Jülich.

L’avion transporte une nouvelle combinaison d’instruments hautement sophistiqués. Ceux-ci combinent des technologies de télédétection de pointe avec des mesures locales in situ de haute précision. Afin de pouvoir adapter idéalement les vols aux conditions météorologiques respectives, un important groupe de prévision sera présent à Oberpfaffenhofen et Anchorage. L’Université de Mayence fournit les données de prévision météorologique, qui sont générées par le Centre européen de prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF), à l’équipe scientifique. Les informations chimiques seront générées par le système du modèle lagrangien chimique de la stratosphère (CLaMs) développé à Jülich.

Les principaux marqueurs de pollution tels que le monoxyde de carbone, le méthane et l’éthane, qui peuvent être utilisés pour identifier différentes sources de pollution, sont mesurés par le groupe dirigé par le professeur Peter Hoor de JGU. La composition des aérosols sera mesurée avec le nouvel instrument ERICA développé conjointement par l’Institut Max Planck de chimie et l’Université de Mayence. Un instrument central à bord de HALO est le spectromètre infrarouge GLORIA (Gimballed Limb Observer for Radiance Imaging of the Atmosphere), qui permet une cartographie tomographique 3D des températures, des paramètres des nuages ​​et des niveaux de nombreux gaz traces dans l’atmosphère.

La mission PHILEAS se conclura début octobre 2023 par une phase de mesures à sa base d’Oberpfaffenhofen. La comparaison des résultats de cette phase avec la première phase permettra aux chercheurs de déterminer les effets que le système de mousson a sur la basse stratosphère au-dessus de l’Europe.

Les partenaires

PHILEAS est un projet conjoint du Forschungszentrum Jülich et de l’Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) avec l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT), le Centre aérospatial allemand (DLR), l’Institut Leibniz pour la recherche troposphérique (TROPOS) à Leipzig, le Max Planck Institut de chimie de Mayence ainsi que les universités de Francfort et de Wuppertal. Une équipe de quelque 70 chercheurs prend en charge les vols de mesure aéroportés.

HALO

L’avion de recherche à haute altitude et à longue portée HALO est une initiative conjointe de plusieurs instituts allemands de recherche sur l’environnement et le climat. HALO est financé par des subventions du ministère fédéral allemand de l’Éducation et de la Recherche (BMBF), de la Fondation allemande pour la recherche (DFG), de l’Association Helmholtz, de la Société Max Planck, de l’Association Leibniz, de l’État libre de Bavière, de l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT), Forschungszentrum Jülich et le Centre aérospatial allemand. Ce dernier est à la fois propriétaire et exploitant de l’aéronef.

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