Observatoire OASIS : Observations Atmosphériques par Spectroscopie Infrarouge Solaire

 

 

 

 

Contacts LISA : P. CHELIN
PI : P. CHELIN

Correspondant et référent technique : M. RAY

 

 

48.79° N, 2.44° E, 56 m asl

 

Depuis 2009, l’observatoire OASIS (48.79° N, 2.44° E, 56 m asl), installé sur le toit de l’Université Paris-Est, mesure les concentrations d’espèces atmosphériques sur la colonne verticale à Créteil à partir de l’analyse des spectres infrarouge en occultation solaire. Nous avons pu valider les performances du spectromètre à moyenne résolution spectrale d'OASIS (MOPD = 12 cm) et montrer que l’observatoire, situé en milieu urbain, était capable de restituer l’ozone troposphérique intégré entre 0 et 8 km d’altitude (Viatte et al., AMT, 2011). Ce dernier point est d’intérêt pour la qualité de l’air en zone urbaine où l’on s’intéresse à la composition des basses couches de l’atmosphère et offre des perspectives intéressantes concernant la complémentarité des mesures au sol et des mesures par satellite, ces dernières étant notamment peu sensibles à la surface.

 

 

L’observatoire OASIS est composé d’une coupole motorisée et automatisée (Sirius Observatories), d’un héliostat (BRUKER A547N) et d’un spectromètre à transformée de Fourier (BRUKER Vertex 80) à moyenne résolution spectrale (0.06 cm-1) (MOPD = 12 cm).

 

OASIS a été maintenu en devenant en 2013 un service d’observations de l’OSU EFLUVE. En outre il fait partie intégrante de la plateforme OCAPI de l’IPSL, sollicité pour des campagnes sur alerte en lien avec l’INERIS et le réseau Airparif dans le cas d’épisodes de pollution en Région parisienne. Il a ainsi permis des observations sur le long terme. La bonne précision de la télédétection de la colonne totale de monoxyde de carbone et la colonne troposphérique de l’ozone a été démontrée sur 8 ans de mesure (Chelin et al., E2C2, HdbEnvChem, 2014), grâce à la bonne sensibilité à la surface des mesures par télédétection depuis le sol. Près de 300 jours de mesure ont été collectés entre 2009 et 2016 et permettent de suivre la variabilité saisonnière de l’ozone troposphérique et la variabilité diurne pendant des évènements de pollution.

 

Couche partielle d’ozone (0 – 8 km) quasi indépendante

 

 

Plus récemment, nous concentrons nos efforts sur l’analyse des mesures de d’ammoniac (NH3) et l’étude sur son rôle clé dans la formation des particules fines. OASIS a permis la première longue série temporelle (2009-2017) de mesures d’ammoniac atmosphérique en Ile-de-France, par analyse de ses fortes signatures spectrales dans l’infrarouge thermique. Les méthodes de télédétection sont affranchies des problèmes d’échantillonnage de l’ammoniac, dus aux processus d’adsorption et de conversion gaz-aérosol lors de la phase de prélèvement qui compliquent l’interprétation des résultats. Par ailleurs, les mesures de télédétection depuis le sol ont un rôle à jouer dans la validation des mesures satellitaires : bien que permettant une couverture spatiale globale journalière, les instruments en orbite ont une sensibilité à la surface bien inférieure aux instruments terrestres, et la variabilité diurne, observable depuis le sol, ne peut être étudiée par satellite en orbite héliosynchrone, où seulement deux mesures par jour sont effectuées pour une position donnée.