Friday 15h December 2006, 02.00PM
Laboratoire de Météorologie Dynamique / Jussieu
Meeting room nr. 313, corridor 45-55, 3rd floor
4 place de Jussieu
75252 PARIS CEDEX 05

Seminar: Advanced inverse modeling and data assimilation for atmospheric tracers: validation on ETEX and Tchernobyl
by Marc BOCQUET, Centre d'Enseignement et de Recherche en Environnement Atmosphérique (CEREA)

Abstract

L'assimilation de données commence à être employée dans plusieurs codes de recherche en chimie atmosphérique, en vue d'une utilisation opérationnelle (projet européen GEMS par exemple). Elle est alors très souvent indissociable de la modélisation inverse, plus encore qu'en météorologie où l'analogie est formelle. C'est particulièrement juste pour les applications dans la couche limite atmosphérique.
En effet les sources de polluants ou d'espèces trace au sol sont des forçages encore plus importants que les conditions initiales. Ainsi, pour ces applications, l'assimilation de données a pour objet indirect d'estimer les émissions de polluants. Cela constitue l'objectif premier lorsque l'on cherche à déterminer une source de polluant accidentelle (traceur, lâcher de radionucléides suite à un incident radiologiques/nucléaire). Dans ce contexte particulier, il s'agit d'abord d'évaluer la source accidentelle. Mais, de plus, toute prévision de l'évolution du panache (se réclamant de l'assimilation de données, au delà de techniques purement géostatistiques) passe d'abord, et essentiellement, par une estimation de cette source en l'absence de tout autre forçage.

L'objectif de ce séminaire est de présenter des techniques récentes développées pour l'estimation de sources de traceurs. Ces techniques devront permettre de faire face à une situation d'urgence lors d'un lâcher accidentel de polluants, en permettant l'identification de la source (localisation, débit), et en prévoyant l'évolution du panache. Puisque l'on cherche à identifier des sources à haute résolution comportant un très grand nombre de paramètres (plusieurs dizaines voire centaines de milliers) à l'aide de quelques centaines à quelques milliers de mesures de concentrations, des méthodes duales (dans l'espace des observations, plutôt que l'espace des états) sont invoquées. De plus, tirant partie du fait que la dispersion des traceurs et radionucléides est essentiellement linéaire, il est possible de construire, sur mesure, des fonctions de coût non-quadratiques (hypothèses non-gaussiennes). Elles rendent compte de la positivité des sources, ou d'autres caractéristiques naturelles de ces sources. De nombreuses extensions de ces méthodes sont rendues possible par les outils de l'analyse convexe non-linéaire.

J'illustrerai mon propos avec plusieurs applications réelles de dispersion à l'échelle continentale qui ont permis de valider puis de démontrer l'efficacité de ces méthodes: ETEX-I, ETEX-II, Algésiras, et Tchernobyl.

For more informations: M. BOCQUET (M. Bocquet email)

Link to presentation: pdf file

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