Apport de la mesure lidar dans l'étude des aérosols et nuages stratosphériques polaires et de leurs perturbations climatiques
Notice bibliographique
Résumé
À mesure que la compréhension des interactions entre la chimie de l'ozone stratosphérique et le changement climatique progresse, les conséquences de l'évolution des températures autant que celui des perturbations de la charge stratosphérique en aerosols deviennent un sujet d'intérêt scientifique de premier plan.Il est bien établi que le volcanisme est la principale source d'aérosols stratosphériques et que les épisodes de volcanisme majeurs s'associent à des anomalies négatives d'ozone. Toutefois, l'effet à haute latitude d'une surcharge en aerosols soufrés, précurseurs des nuages stratosphériques polaires (PSC), reste mal connu.De plus, des injections stratosphériques d'aérosols carbonés sont observées lors d'importants feux sur les dernières années. Au Canada en 2017 et en Australie en 2020, des masses d'aérosols comparables à celles émises par le volcanisme modéré ont été rapportées. Cela continue de nourrir un fort intérêt scientifique, le carbone n'étant pas naturellement présent en stratosphère et les effets de son apport significatif sont encore à étudier. Aussi, il est attendu que le changement climatique favorise l'occurrence de feux majeurs, rajoutant la question des tendances à long terme de la charge en aérosols à la nécessité de caractériser finement l'effet d'une telle perturbation.Précurseurs de la destruction saisonnière d'ozone, les PSC, formés sur les aerosols, sont au coeur de ces enjeux. Le lidar est un instrument adapté à l'étude de ces phases condensées. À l'aide du lidar de la station française antarctique Dumont d'Urville (DDU) et des instruments spatiaux pertinents, cette thèse étudie les tendances et processus liés aux PSC et aux perturbations en aérosols stratosphériques.Les mesures acquises à DDU utilisent différentes classifications de PSC pour illustrer des processus fins uniquement accessibles par la géométrie d'un instrument sol. La paramétrisation des PSC repose sur une classification concise et representative, et la position côtière de la station est un atout de par la grande variabilité des observations de particules qu'elle permet. Une tendance du nombre de jours de PSC par an à DDU de 2007 à 2020 est établie par la combinaison de mesures lidar et de temperatures. Cette tendance, de -4,4 jours de PSC par an par décennie, est le reflet d'une tendance opposée des températures stratosphériques sur cette période. Cette dernière, récemment confirmée par d'autres études, questionne l'évolution long terme dans le contexte du changement climatique.Les feux australiens en 2020 ont injecté une masse inédite d'aérosols en stratosphère, dont une partie a été transportée jusqu'aux hautes latitudes australes. Le lidar de DDU a pu sonder ces aérosos de janvier à octobre 2020. Cela a permis une caractérisation riche des panaches au fil du temps. Leur présence au sein du vortex a été confirmée et pose la question délicate des intéractions entre aérosols carbonés et PSC. La forte destruction d'ozone reportée à DDU en octobre 2020 ne peut être comparée qu'à l'année 2015, marquée par une surcharge en aérosols due à l'éruption du Calbuco. Nous soulignons également l'enjeu technologique autour de la speciation des aerosols sur les signatures fines.Pour s'adapter aux questions scientifiques récentes, une campagne de terrain a permis l'évolution du lidar en place à DDU vers une source laser multispectrale infrarouge / visible / ultraviolet. Cette configuration offre de nouvelles possibilités, dont un accès à la granulométrie qui peut directement résoudre la speciation des aerosols et nuages. L'éruption historique survenue au Tonga en janvier 2022 a injecté une grande quantité d'aérosols, en partie détectés à DDU de février à septembre 2022. Cette thèse inclut donc des travaux sur cet événement utilisant l'instrumentation de campagne en tant que perspective technique et surtout scientifique pour l'étude des aerosols et nuages à haute latitude.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».