Chimie Atmosphérique (CHAT)
L’influence des composés réactifs présents dans l’atmosphère -photo‐oxydants, acides, aérosols, radicaux, et leurs précurseurs‐ sur la qualité de l’air et le climat est complexe, et est amenée à évoluer avec les changements globaux. La « chimie atmosphérique », qui traite de ces composés, est par essence, multi-échelles (de la molécule au globe) et multidisciplinaire. Aujourd’hui, les verrous concernent les transformations chimiques et physiques des espèces dans les différentes phases (gaz, aérosols, nuages…) ou à leur interface, leur transport dans les différents compartiments de l’atmosphère, et leurs émissions et dépôts aux interfaces avec la surface. Les projets soutenus par l’action CHAT privilégient une synergie forte entre études de laboratoire, mesures de terrain et modélisation. Ils traitent les questions liées aux échelles spatiales et temporelles, et favorisent des développements instrumentaux et de modélisation novateurs. Les projets doivent également permettre une valorisation vers l’aide à la décision dans le domaine de la Qualité de l’air.
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Les modifications des forcages physiques (e.g. température, UV, régimes de vents, érosion) ou chimiques (e.g. CO2, pH) résultant du changement global et de l’augmentation des teneurs en gaz à effet de serre, sont susceptibles de modifier la biodiversité marine, la structuration et le fonctionnement des écosystèmes marins, ainsi que le niveau des ressources exploitables, les cycles biogéochimiques et finalement les flux d’éléments aux interfaces avec les autres réservoirs (atmosphère, terre). Les perturbations ressenties par le biotope peuvent rétroagir sur le climat en modifiant notamment la concentration atmosphérique de certains gaz impliqués dans l’évolution du climat (e.g. DMS, composés halogénés), ou en affectant le bilan thermique de l’océan superficiel. Malgré l’avancée des connaissances obtenues dans le cadre des grands programmes tels que JGOFS ou GLOBEC, les mécanismes abiotiques et biotiques par lesquels la variabilité du climat affecte les écosystèmes restent encore assez mal quantifiés, ce qui restreint notre capacité à prédire les changements futurs des cycles biogéochimiques et la modification des écosystèmes. Les rétroactions éventuelles des cycles biogéochimiques sur l’évolution du climat sont encore plus difficiles à prédire. C’est pourquoi, la compréhension et la paramétrisation de ces rétroactions restent essentielles pour réduire les incertitudes sur les simulations du climat.
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L’Océanographie Opérationnelle a pour ambition d’élaborer et d’exploiter des systèmes intégrés d’analyse, de réanalyse et de prévision utiles à la caractérisation de l’environnement marin sous toutes ses formes (physique, biogéochimique, écosystémique, optique, …), de l’échelle côtière à celle du globe. Le développement de l’Océanographie Opérationnelle au cours des dernières années a bénéficié d’une mobilisation forte de la communauté scientifique, et s’est concrétisé en France par la structuration de Mercator-Océan et du projet inter-organismes Coriolis. Plus récemment, l’extension du périmètre de l’Océanographie Opérationnelle au domaine côtier a vu l’émergence de nouveaux projets comme Prévimer dont l’objectif est de fournir des observations et prévisions sur les façades métropolitaines en réponse aux besoins des utilisateurs côtiers.
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Le besoin de mieux décrire, simuler et comprendre, à l’échelle globale, régionale ou locale, les fluctuations et les changements du temps, du climat, de l’état de l’atmosphère, de la surface continentale et du milieu marin, sur des échelles temporelles allant de l’intra-saisonnier au pluri-centennal et pluri-millénaire, rend les études à grande échelle de plus en plus indissociables des études de processus.
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Les « méthodes mathématiques et numériques » au sens large sont devenues des outils de recherche indispensables, qui offrent de multiples voies pour l’étude de l’atmosphère et de l’océan, dans tous leurs aspects physiques, chimiques, et biologiques. Elles interviennent à tous les niveaux (modélisation, assimilation de données, quantification des incertitudes, analyse de données), font appel à des notions mathématiques et à des moyens de calcul de plus en plus sophistiqués, et sont caractérisées par leur contenu méthodologique (comportant un fondement mathématique solide), numérique (avec recours au calcul sur ordinateur), et générique (non lié à une application ou un modèle spécifique). Ces méthodes ont permis ces dernières années des avancées scientifiques remarquables dans de nombreux domaines OA, et leur rôle va encore aller s’amplifiant dans les années à venir.
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