Relations source-récepteur transcontinentales identifiées avec un modèle Lagrangien de dispersion et une analyse en clusters

  • Transcontinental source-receptor relationships identified with a Lagrangian dispersion model and cluster analysis

DOI : 10.54563/pollution-atmospherique.7131

p. 143-148

Abstracts

Le transport des polluants à longue distance peut provoquer une dégradation de la qualité de l’air loin des sources d’émissions. Nous décrivons ici une technique récemment développée pour l’analyse des mesures de polluants, qui permet l’identification systématique de relations source-récepteur à travers un jeu d’observations. Cette technique utilise un modèle lagrangien de dispersion de particules (MLDP). Les MLDP calculent des rétropanaches qui représentent la sensibilité aux émissions potentielles (SEP) pour des mesures individuelles. Les SEP peuvent être regroupées selon leurs ressemblances en utilisant un algorithme de clustering. La classification des SEP peut informer sur l’impact de différents modes de transport à longue distance sur les mesures, et permet de déconvoluer le mélange atmosphérique de l’impact des émissions de surface. Nous appliquons notre méthode à des mesures au-dessus de la Sibérie, et constatons qu’un excès de ~ 20 ppb de monoxyde de carbone (CO) par rapport aux concentrations de fond est expliqué par le transport à longue distance d’émissions provenant de la combustion de biomasse au Kazakhstan, et que ~10 ppb d’excès de CO sont associés à des émissions européennes. Nous mettons en avant l’avantage de notre méthode par rapport aux méthodes traditionnelles pour l’établissement de relations source-récepteur dans les études du transport à longue distance.

Long range transport of pollutants has the ability to degrade air quality far from emissions sources. We describe a recently developed technique for the analysis of pollutant’s measurements that allows the identification of systematic source-receptor relationship across an observational dataset. This technique uses a Lagrangian particles dispersion model (LPDM). LPDMs calculate retroplumes that represent potential emission sensitivity (PES) for individual measurements. The PESs can be grouped according to their similarities by using a clustering algorithm. Grouping PES can inform about the impact of various patterns of long range transport on the measurements, and has the ability to deconvolve atmospheric mixing from the impact of surface emissions. We apply our method to measurements above Siberia, and found that ~20 ppb excess carbon monoxide (CO) over background is related to long range transport of biomass burning emissions in Kazakhstan, and ~10 ppb excess CO are associated to European emissions. We highlight the advantage of our method over traditional methods for the establishment of source-receptor relationships in long range transport studies.

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References

Bibliographical reference

Jean-Daniel Paris, Andreas Stohl, Philippe Ciais, Michel Ramonet and Philippe Nedelec, « Relations source-récepteur transcontinentales identifiées avec un modèle Lagrangien de dispersion et une analyse en clusters », Pollution atmosphérique, NS 2 | -1, 143-148.

Electronic reference

Jean-Daniel Paris, Andreas Stohl, Philippe Ciais, Michel Ramonet and Philippe Nedelec, « Relations source-récepteur transcontinentales identifiées avec un modèle Lagrangien de dispersion et une analyse en clusters », Pollution atmosphérique [Online], NS 2 | 2010, Online since 01 septembre 2010, connection on 12 décembre 2025. URL : http://www.peren-revues.fr/pollutionatmospherique/7131

Authors

Jean-Daniel Paris

Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement – IPSL, CEA-CNRS-UVSQ, CEA Saclay – Orme des Merisiers 91191 Gif-sur-Yvette – France.
Contact : Jean-Daniel.Paris@lsce.ipsl.fr

By this author

Andreas Stohl

Norwegian Institute for Air Research (NILU) – Kjeller – Norvège.

Philippe Ciais

Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement – IPSL, CEA-CNRS-UVSQ, CEA Saclay – Orme des Merisiers 91191 Gif-sur-Yvette – France.

By this author

Michel Ramonet

Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement – IPSL, CEA-CNRS-UVSQ, CEA Saclay – Orme des Merisiers 91191 Gif-sur-Yvette – France.

Philippe Nedelec

Laboratoire d’Aérologie – OMP, CNRS-UPS – Toulouse – France.

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