Présentation du projet ACOMIDA (ex. ACOMODA)

Le projet Assimilation de Données pour les Modèles de Chimie Atmosphérique (ADOMOCA) vise à organiser au mieux la communauté chimie atmosphérique française autour de l'assimilation des données chimiques troposphériques et stratosphériques existantes et à venir. L'éventail des outils disponibles (modèles, mesures spatiales, méthodes d'assimilation) pousse à favoriser l'utilisation du coupleur PALM développé au CERFACS. Deux modèles ont été sélectionnés : MOCAGE au CNRM et LMDz-INCA à l'IPSL (en commençant par l'outil MSDOL). Deux ingénieurs en CDD (CERFACS et IPSL) ont été financés par le CNES pour PALMériser les modèles et les méthodes d'assimilation (3DFGAT, 4DVAR et filtre de Kalman), et aider la communauté scientifique à développer les opérateurs d'observation pour les différents senseurs spatiaux. La communauté impliquée dans le projet ADOMOCA (à l'heure actuelle CERFACS, CNRM, SA, LSCE, LISA, LA, et Noveltis) a décidé de se focaliser sur les quatre thématiques scientifiques suivantes :

• Transport de polluants (troposphère)
• Qualité de l'air (troposphère)
• Processus physico-chimiques à l'interface de la troposphère et de la stratosphère (UTLS)
• Bilan de l'ozone (stratosphère)

initialement sur la période couvrant un hiver dans l'hémisphère nord et un hiver dans l'hémisphère sud, en l'occurrence de septembre 2002 à février 2003, et très récemment sur la période janvier-août 2006 liée à la campagne africaine AMMA.
Pour l'étude stratosphérique, les mesures d'ozone des instruments spatiaux Odin/SMR, ENVISAT/GOMOS et ENVISAT/MIPAS sont assimilés en utilisant le coupleur PALM. Afin d'établir la qualité des champs d'ozone assimilés, ils seront ensuite comparés avec :

• des mesures d'ozone provenant des instruments spatiaux SAGE III, POAM III, HALOE, ACE, du réseau d'avions MOZAIC, de l'avion de recherche ER-2, du réseau d'instruments sol NDSC et Dobson,
• des champs d'ozone assimilés avec les outils de recherche développés par chaque composante du projet : MSDOL, MIMOSA-CHIM, ...

Pour l'étude troposphérique, les champs analysés à partir de l'assimilation des mesures de CO de l'instrument spatial MOPITT seront quant à eux comparés aux mesures de ACE et de MOZAIC, puis validés avec des sorties d'assimilation effectuées avec MOCAGE non PALMérisé. On se propose aussi d'assimiler les futures mesures IASI (O3, CO et HNO3) dans les différents modèles : CHIMERE, LMDz-INCA, et MOCAGE-PALM.
Les opérateurs d'observation des instruments GOMOS et MOPITT devront être développés respectivement au SA et au LA. Les modèles MSDOL et LMDz-REPROBUS seront PALMérisés au sein de l'IPSL. Il sera alors possible d'assimiler des champs de mesures de Odin/SMR, ENVISAT/MIPAS, ENVISAT/GOMOS, TERRA/MOPITT en 3DFGAT, 4DVAR et interpolation optimale. Une étude amont a déjà permis de développer l'opérateur d'observation de l'instrument spatial IASI pour CO par la Société Noveltis.
D'autres études sur les thèmes stratosphériques et troposphériques seront entreprises par différents laboratoires en utilisant leurs propres outils de recherche, par conséquent sans utilisation du coupleur PALM. Dans ce cas, les champs de constituants chimiques ainsi assimilés participeront à l'estimation de la qualité des champs produits avec l'utilisation du coupleur PALM. A terme, sur les 3 années à venir, au sein de la communauté ADOMOCA, nous souhaitons parvenir à :

• assimiler une même espèce chimique provenant de plusieurs capteurs spatiaux différents dans la troposphère ou la stratosphère (O3 et CO),
• coupler les mesures stratosphérique et troposphérique pour une même espèce chimique provenant de plusieurs capteurs spatiaux différents (O3, CO et HNO3),
• assimiler plusieurs espèces chimiques de la même famille provenant de plusieurs capteurs spatiaux différents (NOy, Cly),
• assimiler les mesures directes (températures de brillance, radiances),
• ournir des champs prévisionnels de constituants chimiques (O3, CO),
• étudier l'impact de l'assimilation de traceurs chimiques (O3) sur l'assimilation et la prévision météorologique (vents dans la basse stratosphère, rayonnement, ...);

Le Pôle de Compétence de Chimie Atmosphérique Ether est le point stratégique de notre programme. En effet, la base de données va nous fournir :

• les champs de mesures spatiales en entrée de nos études d'assimilation,
• des champs de mesures annexes (satellite, avion et sol) durant la phase de validation des champs assimilés PALMés,
• les outils nécessaires (fichiers de forcage, sources, scripts, ...) à la mise en oeuvre de la chaîne PALMée MOCAGE sur plate-forme locale.

De plus, le programme ADOMOCA fournira à Ether les champs de constituants assimilés PALMés.

NB : depuis 2014, le centre de données Ether s'est mué en CDS ESPRI/IPSL.