L'objectif principal du projet ESCOMPTE est la réalisation d'une campagne de mesure intensive sur le site de Berre-Marseille visant à produire une base de données tridimensionnelle pour tester et valider les modèles physico-chimiques destinés à l'analyse et à terme à la prévision de la qualité de l'air et des épisodes de pollution. Le volet modélisation du programme ESCOMPTE est donc par essence en aval du projet. ESCOMPTE n'est pas en soi un projet de modélisation de l'atmosphère mais une grande partie des mesures mises en oeuvre dans ce programme vont servir les modèles.


Trois groupes français de modélisation sont impliqués dans le projet:


I - LISA


D'une part l'ensemble de modélisation AIRQUAL-AZUR pour la modélisation méso-échelle 3D et MOCA pour le code chimique qui permet une prise en compte de n'importe quel composé ou famille de composés. Ce modèle développé par le LISA permet de couvrir un domaine de l'ordre de 300kmx300km avec un maillage non structuré à plusieurs résolutions qui permet d'utiliser des mailles de plus en plus fine au fur et à mesure que l'on se rapproche du ou des centres d'intérêt du domaine. Ce système est particulièrement adapté aux études de sensibilité, notamment en fonction des paramètres chimiques qui contrôlent le système, pour une situation météo donnée. De ce point de vue il s'agit d'un ensemble tout à fait complémentaire de Méso-NH Chimie(MNH-C).


II - Laboratoire d'Aérologie


Le modèle MNH-C, est développé par le LA. Il comporte, en couplage on-line avec le modèle dynamique Méso-NH (MNH), différents modules : module de chimie en phase gazeuse RACM et des modules qui en dérivent par compaction/réduction, modules d'aérosols, modules de chimie en phase aqueuse, modules de dépôts secs et humides. Typiquement, MNH-C fonctionne par imbrications multi-échelles. Une telle approche est importante, car elle permet d'appréhender, le cas échéant, l'apport dans une région donnée de polluants éloignés, transportés aux échelles synoptique et continentale sur la région d'étude (problème de l'interaction entre zones fortement émettrices de polluants en Europe). Par ailleurs un effort tout particulier sera porté sur deux points supplémentaires et inédits :

  • d'une part, avec notre module d'émissions biogéniques, sur l'interaction entre émissions biogéniques et anthropiques ;
  • d'autre part, l'insertion dans MNH-C d'un module d'aérosols.

Grâce a son fonctionnement multi-échelle/multi-résolution, et compte tenu de développements récents, MNH-C dispose pour le moins des trois atouts suivants :

  • ensemble complet de modules physico-chimiques incluant chimies en phase gazeuse, aqueuse et aérosols ;
  • couplage interactif on-line entre ces différentes phases, notamment la phase gazeuse et les aérosols ;
  • résolution horizontale et verticale élevées (e.g., typiquement 30 niveaux dans la couche limite).

Au moyen de ce modèle, plusieurs objectifs scientifiques sont à considérer :

  • étude approfondie de situations et de scénarios de pollution,
  • mise en oeuvre pour ces situations de simulations multi-échelles, multi-résolutions, e.g. pour la quantification entre espèces " advectées " et espèces produites localement et régionalement ;
  • grâce au cadastre haute résolution d'émissions biogéniques, évaluation en relatif des contributions, gazeuses et \" particulaires \", à la pollution régionale des émissions anthropiques et biogéniques,
  • tests préliminaires de validation du modèle d'aérosols (en liaison avec PHAMA-AEROPHOX),
  • en liaison avec le CNRM, test et validation d'une stratégie d'imbrication de la hiérarchie de modèles MOCAGE-MNH-C, dans la perspective de développement d'un système opérationnel de surveillance et de prévision de la qualité de l'air.

Dans cette opération, MNH-C fonctionnera sur épisodes, avec recouvrement à différentes résolutions de domaines communs pour partie à MOCAGE et à MNH-C.


III - CNRM


Le développement du modèle de chimie atmosphérique global de grande échelle MOCAGE au CNRM ouvre la perspective de pouvoir estimer les flux inter-régionaux nécessaires au forçage de modèles d'échelle plus fine tels que Méso-NH, avec lequel il est spécifiquement compatible. Plusieurs objectifs scientifiques peuvent être assignés à cette modélisation :

  • Aider à la détection de périodes favorables à l'observation de situations exceptionnelles de pollution et contribuer à la documentation de la dynamique des situations retenues par des calculs de rétro-trajectoires.
  • Fournir des champs de conditions aux limites latérales entrantes dans le domaine pour les modèles à méso-échelles participant à ESCOMPTE.
  • Comparer les résultats de MOCAGE avec des simulations lagrangiennes utilisant le même schéma chimique le long des trajectoires.
  • Réaliser une climatologie sur plusieurs saisons des flux de polluants trans-régionaux et trans-frontières.