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Abstract
Mexico City, deuxième ville du monde avec plus de 18 millions d’habitants, est sujette à de violents épisodes d’ozone, en raison de sa topographie et malgré les nombreuses mesures environnementales déjà prises depuis plus de dix ans par le gouvernement mexicain. Ces épisodes atteignent des valeurs telles que les municipalités sont parfois obligées de suspendre la circulation routière au centre ville et de ralentir l’activité économique et industrielle, de façon à éviter des atteintes à la santé de la population. En outre, ces mesures extrêmes s’accompagnent de pertes financières considérables pour la collectivité et les entreprises.
Afin de tester les meilleures stratégies à suivre en matière de réduction des émissions, beaucoup de groupes de recherche de par le monde font appel à la simulation, car c’est l’outil le plus adapté pour décrire en un minimum de temps les nombreux paramètres dont dépendent ces épisodes. C’est l’aspect préalable à la mise au point de ces stratégies qui est discutée dans ce travail, à savoir caler les modèles numériques sur les mesures, de façon à obtenir des résultats aussi réalistes que possibles.
L’épisode du 15 février 2002 a été simulé sur Mexico City avec le modèle météorologique FVM et le modèle de transport et de chimie TAPOM, deux modèles méso-échelle mis au point au Laboratoire de Pollution Atmosphérique et du Sol (LPAS) de l’EPFL. Une grille de simulation de 4.5 par 4.5 kilomètres, ayant une résolution verticale décroissante avec l’altitude, a été choisie pour ces deux modèles. Une procédure de forcing (FDDA) est utilisée pour introduire dans FVM des données du modèle à grande échelle NCEP/NCAR Reanalysis comme données d’entrée.
Ce travail a montré que la qualité de ces données d’entrée n’était pas suffisante pour une simulation météorologique de qualité, un biais très important ayant été constaté au niveau de la température. La météorologie et le panache d’ozone modélisés les 14, 15 et 16 février sont très nettement améliorés par l’utilisation dans FVM d’une procédure de nesting avec une résolution plus fine et un domaine plus étendu au sud de la ville. Cette méthode permet le développement correct des vents au sud du domaine et a comme effet majeur d’introduire une zone de convergence à l’ouest de la ville, visible également sur les mesures. Il a aussi été démontré que l’effet du 14 sur le 15 février en matière de pollution est très important au sud de la ville, tandis qu’au centre et au sud-ouest c’est l’influence du 15 lui-même qui prédomine largement.
Des réglages plus fins au niveau du nesting météorologique devraient permettre de corriger certains écarts observés par rapport aux mesures. Il reste un travail important à réaliser sur les données d’entrée du modèle TAPOM, notamment au niveau des émissions, pour caler parfaitement les simulations sur les mesures. Une procédure de nesting pourrait aussi être développée pour le modèle TAPOM, moyennant une adaptation du cadastre d’émission.
Afin de tester les meilleures stratégies à suivre en matière de réduction des émissions, beaucoup de groupes de recherche de par le monde font appel à la simulation, car c’est l’outil le plus adapté pour décrire en un minimum de temps les nombreux paramètres dont dépendent ces épisodes. C’est l’aspect préalable à la mise au point de ces stratégies qui est discutée dans ce travail, à savoir caler les modèles numériques sur les mesures, de façon à obtenir des résultats aussi réalistes que possibles.
L’épisode du 15 février 2002 a été simulé sur Mexico City avec le modèle météorologique FVM et le modèle de transport et de chimie TAPOM, deux modèles méso-échelle mis au point au Laboratoire de Pollution Atmosphérique et du Sol (LPAS) de l’EPFL. Une grille de simulation de 4.5 par 4.5 kilomètres, ayant une résolution verticale décroissante avec l’altitude, a été choisie pour ces deux modèles. Une procédure de forcing (FDDA) est utilisée pour introduire dans FVM des données du modèle à grande échelle NCEP/NCAR Reanalysis comme données d’entrée.
Ce travail a montré que la qualité de ces données d’entrée n’était pas suffisante pour une simulation météorologique de qualité, un biais très important ayant été constaté au niveau de la température. La météorologie et le panache d’ozone modélisés les 14, 15 et 16 février sont très nettement améliorés par l’utilisation dans FVM d’une procédure de nesting avec une résolution plus fine et un domaine plus étendu au sud de la ville. Cette méthode permet le développement correct des vents au sud du domaine et a comme effet majeur d’introduire une zone de convergence à l’ouest de la ville, visible également sur les mesures. Il a aussi été démontré que l’effet du 14 sur le 15 février en matière de pollution est très important au sud de la ville, tandis qu’au centre et au sud-ouest c’est l’influence du 15 lui-même qui prédomine largement.
Des réglages plus fins au niveau du nesting météorologique devraient permettre de corriger certains écarts observés par rapport aux mesures. Il reste un travail important à réaliser sur les données d’entrée du modèle TAPOM, notamment au niveau des émissions, pour caler parfaitement les simulations sur les mesures. Une procédure de nesting pourrait aussi être développée pour le modèle TAPOM, moyennant une adaptation du cadastre d’émission.