Échanges en surface dans le modèle de chimie transport multi-échelles MOCAGE

Résumé Fr En

Les échanges en surface dans le Modèle de Chimie Transport (MCT) multi-échelles MOCAGE de Météo-France comprennent à la fois les flux d'émissions et de dépôt sec d'espèces gazeuses. Une interface 2D a été développée entre MOCAGE et le modèle de prévisions météorologiques opérationnel français ARPEGE dans le but de calculer des flux à la surface réalistesPour les émissions, un inventaire global est employé pour le moment; cet inventaire a été construit essentiellement à partir des inventaires des programmes IGAC/GEIA (International Global Atmospheric Chemistry / Global Emission Inventory Activity) et EDGAR (Emission Database for Global Atmospheric Research qui ont des résolutions temporelles annuelles, sai-sonnières ou mensuelles et une résolution spatiale de un degré.Le dépôt sec d'espèces gazeuses, y compris l'ozone, le dioxyde de soufre, les composés azotés, les composés organiques à longue et à courte durée de vie, a été paramétrisé selon [Wesely, 1989]. Le modèle calcule la vitesse de dépôt à partir de valeurs de trois résistances en série, les résistances aérodynamique, laminaire et de la surface. Ces résistances sont calculées en utilisant les champs de surface d'ARPEGE. Les champs liés à la végétation, tels l'indice foliaire, sont prescrits avec une résolution de un degré sur le globe et de cinq minutes sur l'Europe. Un certain nombre de modifications a été apporté à la paramétrisation de [Wesely, 1989], par exemple pour la formulation de la résistance stomatale et celle de la résistance de surface sur les surfaces mouillées. Les valeurs calculées de vitesse de dépôt ont été comparées à des observations et leurs distributions spatiales et temporelles ont été analysées sur deux saisons opposées (hiver et été, sur les différents domaines de MOCAGE, de résolution allant de 2 degrés pour le globe à 0.25 degrés pour la France.

Surface exchanges considered in the MOCAGE multiscale Chemistry and Transport Model (CTM) of Météo-France include both emissions and dry deposition of gaseous species. To compute realistic time-dependent fluxes at the surface, a 2D interface between MOCAGE and ARPEGE, the French operational numerical weather prediction model, was developed.With regard to emissions, a default global inventory is presently employed. Built mainly from the IGAC/GEIA (International Global Atmospheric Chemistry / Global Emission Inventory Activity) and the EDGAR (Emission Database for Global Atmospheric Research programs, this inventory has an annual, seasonal or monthly temporal resolution, and a degree-by-degree spatial resolution.Dry deposition of gaseous species, including ozone, sulfur dioxide, nitrogen-containing com-pounds, long-lived and short-lived intermediates organic compounds, were parameterised ac-cording to [Wesely, 1989]. The model calculates dry deposition velocities from three resistances in series: aerodynamic, laminar, and surface. These resistances are computed using the surface fields obtained from the analyses or forecasts of ARPEGE. Vegetation fields such as the Leaf Area Index are prescribed with a one-degree spatial resolution at the global scale, and a five-minute resolution over Europe. A number of modifications was incorporated into the original surface resistance scheme (e.g., the formulation of stomatal resistance and surface resistance over wet surfaces. Calculated dry deposition velocities were compared to observations, and the spatial and temporal distributions were analysed for two different seasons (summer and winter) using the varions MOCAGE domains of varying resolutions (from 2 degrees over the globe to 0.25 degrees over France).