P. Coheur

C. Clerbaux

L. Clarisse

D. Hurtmans

C. Wespes

M. Van Damme

B. Franco

R. Astoreca

S. Bauduin

S. Whitburn

J. Bouche

H. De Longueville

G. Lecomte

L. Noppen

Mémoires dans le groupe de Spectroscopie et Chimie de l’Atmosphère.

Contacts

P. Coheur ; Pierre.Coheur@ulb.be
L. Clarisse ; Lieven.Clarisse@ulb.be
C. Clerbaux ; Cathy.Clerbaux@latmos.ipsl.fr
S. Bauduin ; Sophie.Bauduin@ulb.be

Thématiques

1. Atmosphère, spectroscopie et transfert radiatif

Les mesures faites par des instruments « hyperspectraux » embarqués sur satellites nous permettent de surveiller la composition chimique de l’atmosphère terrestre et de mieux comprendre son évolution récente. Grâce à la spectroscopie et au transfert radiatif, l’abondance et la distribution de certains gaz atmosphériques peuvent être déduites de ces observations via différentes techniques d’inversion. L’amélioration constante de ces techniques permet à la fois d’obtenir des mesures plus précises et plus complètes de ces gaz, et d’en identifier certains qui n’avaient jamais été détectés auparavant à partir de mesures satellites. Votre travail aura pour but d’exploiter les spectres enregistrés par un sondeur en orbite, et d’appliquer des méthodes nouvelles ou améliorées pour la détection et la quantification des gaz présents dans l’atmosphère à l’état de trace. Le travail pourrait être centré sur l’étude d’une espèce atmosphérique spécifique ou de phénomènes particuliers (feux, volcans, épisodes de pollution) qui n’auraient jamais été étudié en détail auparavant. Les informations obtenues permettraient alors d’accroître notre connaissance de la composition chimique de l’atmosphère et des processus radiatifs qui y ont lieu.

Exemples de mémoires récents sur cette thématique :

• Mesures de la composition chimique dans la couche limite atmosphérique par l’instrument spatial IASI : application à l’étude du dioxyde de soufre dans la région de Norilsk (S. Bauduin, 2011-2012, Master en Sciences Chimiques)
• Détermination de l’altitude de panaches de feux de végétation à l’aide des mesures du sondeur hyperspectral IASI (G. Lecomte, 2017-2018, Master en Sciences Chimiques)
• Espèces halogénées à long temps de vie : identification spectrale et tendances sur dix ans à partir des mesures du sondeur IASI (H. De Longueville, 2018-2019, Master en Sciences Chimiques)
• Imagerie infrarouge de l’ammoniac atmosphérique lors de survols de sites industriels et agricoles en Allemagne (L. Noppen, 2020-2021, Master en Sciences Chimiques)

2. Exploitation de données satellites pour une meilleure compréhension de notre atmosphère et de l’environnement

L’atmosphère terrestre est soumise à une grande diversité de perturbations, qui s’établissent dans le temps et l’espace. Si certaines sont naturelles (ex : feux de végétation, éruptions volcaniques), un nombre grandissant provient des activités humaines (ex : augmentation des concentrations de gaz à effet de serre, émissions industrielles par exemple). Ces modifications parfois ténues du système atmosphérique modifient durablement notre environnement et notre santé (ex : dégradation de la qualité de l’air, acidification des milieux naturels). Dans ce contexte de changement globaux, les satellites d’observation de la Terre représentent un outil de surveillance précieux : ils permettent de suivre différentes variables environnementales clés, dont la température, mais aussi les abondances de différentes espèces atmosphériques, des échelles locales à globale et sur le moyen terme. Ils contribuent de manière centrale au suivi d’importantes initiatives internationales, comme par exemple le protocole de Montréal pour l’ozone stratosphérique ou encore les objectifs de développement durable des Nations Unies. Au cours de votre mémoire, vous serez amenés à exploiter les distributions spatiales et/ou les évolutions dans le temps de gaz atmosphériques dans une perspective résolument environnementale : votre travail visera à mieux comprendre les processus naturels ou anthropiques qui se déroulent dans l’atmosphère (et les interactions avec les autres réservoirs de surface) et les impacts environnementaux qui en résultent.

Exemples de mémoires récents sur cette thématique :

• Identification des intrusions stratosphériques et quantification de leur impact sur l’ozone dans la troposphère des latitudes subtropicales à polaires, à partir des mesures satellitaires IASI (P. Willame, 2020-2021, Master en Sciences Chimiques)
• Identification de l’ammoniac d’origine non–pyrogénique dans l’atmosphère (D. Fueyo-Rodriguez, 2019-2020, Master en Sciences et Gestion de l’Environnement)
• Observations des émissions de gaz en traces par les feux dans les régions boréales : étude prospective basée sur les mesures du sondeur IASI entre 2008 et 2020 (A. Gniewczynska, 2020-2021, Master en Sciences Chimiques)
• Evaluation des émissions d’ammoniac : des sources ponctuelles jusqu’à l’´échelle mondiale (J. Pinto, 2018-2019, Master en Sciences Chimiques)

3. Les atmosphères des planètes et lunes de notre système solaire

La spectroscopie observationnelle constitue un outil exceptionnel pour l’exploration de notre univers et en particulier de notre système solaire. Au cours de votre mémoire, votre travail aura pour but de mieux comprendre le fonctionnement des atmosphères de planètes et satellites de celui-ci. Il se focalisera principalement sur les atmosphères de Mars ou de Titan. Vous analyserez des spectres enregistrés par des sondeurs spatiaux en utilisant le transfert radiatif et différentes méthodes d’inversion. Cette analyse vous permettra de mesurer différentes variables atmosphériques importantes (ex : température, quantités de gaz,…) permettant d’améliorer la connaissance de la composition, du climat et de la chimie de ces atmosphères.

Exemples de mémoires récents sur cette thématique :

• Etude des variations latitudinales de la vapeur d'eau dans la stratosphère de Titan (L. Francotte, 2020-2021, Master en Sciences Chimiques)