Vers une station labellisée simultanément NDACC et TCCON à Paris pour l'étude intégrée du climat et de la qualité de l'air au-dessus d'une mégacité

La mégapole européenne de Paris, qui compte 11 millions d'habitants, offre une plateforme unique pour l'étude de la composition atmosphérique et de la qualité de l'air. Depuis 2007, nous exploitons un spectromètre à transformée de Fourier à haute résolution spectrale (FTS-Paris) afin de surveiller la composition de l'atmosphère au-dessus de Paris. Les configurations de mesure alternent entre des observations en proche infrarouge pour le réseau TCCON, dont le FTS-Paris est membre officiel depuis 2014, et des observations en infrarouge thermique pour le réseau NDACC-IRWG. Depuis la mise en place de l'automatisation des opérations du FTS-Paris, en Juin 2024, le nombre de jours de mesure a augmenté de 109 %. L'objectif principal de ce travail de thèse est la labellisation du site de Paris comme une nouvelle station de mesure NDACC-IRWG dans une mégacité européenne. Pour cela, il est nécessaire de mettre en place les stratégies d'analyse des spectres atmosphériques enregistrés par le spectromètre FTS-Paris pour déterminer précisément l'abondance des polluants atmosphériques à l'état de trace de l'air parisien en suivant les recommandations et en satisfaisant les spécifications du réseau NDACC-IRWG. Nous présentons ces stratégies d'inversion avec le code de transfert radiatif SFIT4, ainsi que les longues séries temporelles des colonnes totales des produits standards du NDACC-IRWG (CO, C2H6, HCl, N2O, CH4, HF et HCN) ainsi que des produits non standards (H2CO, NO2 et OCS). Ces résultats d'inversion ont permis au site parisien d'intégrer le réseau NDACC. En plus de la climatologie à long terme des produits NDACC, une analyse de 10 ans de rétro-trajectoires à partir du modèle HYSPLITT a été réalisée et utilisée pour décrire les régimes de vent (direction, fréquence) à Paris afin de caractériser le site du FTS-Paris. Ces rétro-trajectoires aident à comprendre les variations observées dans les colonnes totales désaisonnalisées du monoxyde de carbone (∆CO) et de l'éthane (∆C2H6). Les épisodes présentant des valeurs extrêmes de ∆CO et ∆C2H6, correspondant à des masses d'air propres ou polluées, sont analysés et discutés. À l'aide d'une modélisation cinétique simple, nous comparons les variations saisonnières du rapport entre les colonnes totales de CO et de C2H6 au rapport d'émission correspondant.