Contribution de Lin WU & Marc BOCQUET:


Construction optimale de réseaux de mesures pour la qualité de l'air



Compte tenu de l'hétérogénéité des champs de polluants atmosphériques décrits soit par des méthodes statistiques soit par des modèles numérique de chimie-transport, la détermination de réseaux optimaux de mesures (pour l'ozone par exemple) est un problème scientifique intrinsèquement difficile. Pour résoudre ce problème, nous proposons une méthodologie constituée: d'une fonction de coût (ou critère), une méthode géostatistique pour l'estimation de l'ozone, et un algorithme de sélection de site utilisant un recuit simulé. Nous présentons deux applications pour le réseau Français de surveillance de la qualité de l'air BDQA (Base de Données pour la Qualité de l'Air): 1) la réduction d'un réseau dense. En réduisant de moitié le réseau de façon optimale, l'écart-type de l'erreur d'estimation des concentrations d'ozone peut atteindre un minimum de 5 ppb, soit la même amplitude que l'erreur d'observation. 2) la redistribution du réseau des sites de fond. Dans ce cas, il faut estimer le champ d'ozone dans des régions où les observations ne sont pas disponibles. Il est donc nécessaire de recourir à une modèle numérique de chimie-transport, voire à des champs analysés. Trois types de fonction de coût: un critère géométrique, un critère géostatistiques, et un critère physique, sont examinés. Dans chaque cas, l'amélioration est très significative. Pour l'objectif complexe qui est de rendre compte de l'hétérogénéité du champs d'ozone, le critère physique est le plus favorable. En général, les réseaux optimaux sont hétérogènes et s'adaptent aux particularités du champ d'ozone. Par exemple, il y a plus de sites autour des grandes agglomérations comme l'Óle-de-France où la concentration d'ozone est élevée et incertaine.

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