25 Mars 2018

La première nacelle STRATEOLE-2 prête pour des mesures dans la tropopause tropicale

Les instruments SAWfPHY, B-Bop et LOAC embarqués dans la nacelle Zéphyr sont tous arrivés pour intégration. Ces instruments permettront respectivement d’effectuer des mesures de vapeur d’eau, d’ozone et d’aérosols lors des vols STRATEOLE-2.
bpc_strateole-2_cumulonumbus_over_afica.jpg

Photo : Cumulonimbus au-dessus de l'Afrique

Cette combinaison d’instruments permettra de documenter le transport vertical de constituants à proximité de la tropopause tropicale (Tropical Tropopause Layer), vers 18 km d'altitude.

La TTL est une région clé du système climatique terrestre car elle constitue la porte d’entrée de la stratosphère pour les espèces chimiques présentes dans les plus basses couches de l’atmosphère. Parmi ces espèces, la mission STRATEOLE-2 portera une attention toute particulière à la vapeur d’eau, le premier gaz à effet de serre de l’atmosphère terrestre.

Dans la région tropicale, les systèmes convectifs puissants contribuent à transporter rapidement la vapeur d’eau de la surface de la Terre vers la base de la TTL, située vers 14 km d’altitude. Le refroidissement qui se produit pendant cette ascension se traduit par une condensation importante de la vapeur d’eau, associée à la formation de nuages à forte extension verticale (les cumulonimbus) et à d’intenses précipitations.

Mais les mécanismes permettant à la vapeur d’eau de parcourir les quelques kilomètres restants pour atteindre la stratosphère sont l’objet de controverses scientifiques.

De manière simplifiée, deux thèses s’affrontent :

  • La première stipule qu’une faible fraction des systèmes convectifs est capable de pénétrer directement dans la stratosphère et constitue la principale source de vapeur d’eau stratosphérique.
  • La seconde au contraire propose que les derniers kilomètres d’ascension sont associés à des mouvements plus lents et à la formation de nuages fins (cirrus), sub-visibles traduisant un asséchement progressif des masses d’air.

Même les observations les plus récentes des systèmes nuageux, telles que celles effectuées par la mission spatiale franco-américaine Calipso, n'ont pas résolu définitivement cette controverse. En effet, ces observations ne décrivent que très partiellement les systèmes convectifs tropicaux, qui sont caractérisés par un cycle diurne très marqué ainsi que par des fluctuations à des échelles spatiales de l’ordre du km.

Dans ce contexte, la campagne STRATEOLE-2 apportera des observations originales, puisque collectées in-situ lors des vols de ballons pressurisés.

Les instruments de la configuration TTL1 effectueront typiquement des mesures toutes les 15 min pendant les trois mois de vol, permettant d’échantillonner les échelles spatio-temporelles des systèmes convectifs.

La combinaison de mesures de vapeur d’eau et d’ozone, espèces respectivement d’origine troposphérique et stratosphérique, sera utilisée pour caractériser la nature des masses d’air échantillonnées. Le compteur de particule LOAC permettra quant à lui de documenter la fréquence d’occurrence des nuages pénétrant en basse stratosphère.

Informations : Albert Hertzog

Contacts :

Philippe Cocquerez, Chef de projet STRATEOLE-2, philippe.cocquerez at cnes.fr

Albert Hertzog, Investigateur Principal STRATEOLE-2 (LMD) et PI SAWfPHY -  hertzog at lmd.polytechnique.fr

Publié dans :