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Doctorant (H/F) Etude des feux de biomasse par observation dans l'infrarouge de la composition atmosphérique

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : lundi 22 août 2022

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Informations générales

Référence : UMR8539-ISARIC-081
Lieu de travail : PALAISEAU
Date de publication : lundi 1 août 2022
Nom du responsable scientifique : CREVOISIER Cyril
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Les feux de biomasse sont l'une des composantes principales du système climatique, notamment du cycle du carbone. Les feux émettent de nombreux gaz traces, en premier lieu du dioxyde de carbone (CO2), du monoxyde de carbone (CO) et du méthane (CH4). De fortes relations entre variabilité climatique, feux de biomasse et taux de croissance de ces gaz traces ont été mises en évidence. Cependant, l'impact précis des feux de biomasse sur le climat reste mal connu. C'est particulièrement le cas des feux tropicaux : très peu d'observations in situ sont disponibles dans la zone tropicale alors que cette région est responsable à elle seule de plus de 75% des émissions annuelles !
Dans les modèles de climat, le calcul des émissions par les feux de biomasse fait intervenir l'étendue de la surface brûlée, la quantité de combustible disponible et l'efficacité de combustion, le tout intégré à l'échelle spatio-temporelle considérée. Cependant, l'estimation des surfaces brûlées, généralement réalisée à partir d'observations spatiales (par exemple à partir de MODIS ou ATSR), est le paramètre le plus incertain et limite fortement la construction d'inventaire des émissions. Un second problème majeur limitant l'estimation des émissions provient de l'incertitude associée au transport vertical des émissions lors d'événements de pyro-convection, mais aussi de la difficulté qu'ont les modèles à reproduire l'évolution des gaz traces au cours du transport dans les panaches de feux.
Les observations satellitaires hyperspectrales réalisées par le sondeur infrarouge IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer) apportent une réponse satisfaisante à ces différents problèmes. Elles permettent une observation globale et continue, et offrent la possibilité de suivre simultanément l'évolution atmosphérique des trois principaux gaz traces émis par les feux, le CO2, le CO, et le CH4. Or, ces gaz traces présentent des sources à la surface à la fois similaires (notamment les feux de biomasse) et distinctes. Par conséquent, la prise en compte simultanée des corrélations existant entre ces différents gaz peut apporter des informations importantes sur leurs sources et leurs puits, ainsi que sur l'effet des phénomènes de transport sur leurs distributions. Près de quinze années d'observation IASI, réalisées de jour et de nuit, sont désormais disponibles.
L'objectif de cette thèse est d'étudier la variation diurne des émissions de gaz à effet de serre par les feux de biomasse dans la région tropicale et de relier leur évolution à celle de diverses variables climatiques et écologiques (humidité des sols, végétation). Ces travaux s'appuieront sur les observations de gaz à effet de serre réalisées deux fois par jour par le sondeur infrarouge à haute résolution spectrale IASI du CNES, pour lequel l'enjeu sera d'extraire la signature diurne des émissions de feux de biomasse des observations réalisées de jour et de nuit. Ils feront également appel aux observations d'autres instruments opérant dans le visible (MODIS, pour la végétation et la détection des « points chauds » indicateurs de feux) et les micro-ondes (GRACE, pour l'humidité des sols), dans le but de corréler les variations des émissions avec diverses signatures climatiques.

Contexte de travail

Le LMD étudie le climat, la qualité de l'air et les atmosphères planétaires, à travers une combinaison d'approches théoriques, d'innovations instrumentales, de collecte d'observations, d'analyse de données, en particulier de données satellitaires, de développements conceptuels et de modélisation numérique. Le doctorant rejoindra l'équipe ABC(t) du LMD, qui est spécialisée dans la préparation et l'exploitation des missions spatiales, à la fois passives (IASI, IASI-NG, AIRS, IIR, Flex, MicroCarb) et actif (Merlin) ainsi que dans la recherche et le développement instrumental. Au fil des années, l'équipe a développé une chaîne complète de traitement des données satellitaires qui comprend : (i) la gestion et le développement de la base de données spectroscopique GEISA ; (ii) la gestion et le développement de modèles de transfert radiatif vers l'avant) ; (iii) le développement de codes de transfert radiatif inverse pour étudier différents Variables Climatiques Essentielles : nuages, aérosols, propriétés de surface et gaz à effet de serre (CO2, CH4, CO et N2O) ; (iv) les activités de validation, qui sont essentielles pour fournir des séries temporelles robustes sur le long terme robustes d'ECV.

Contraintes et risques

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