Abstract:

Dans un contexte de réchauffement climatique, la compréhension de l’évolution passée et future du climat dans le monde représente un enjeu majeur, dans la mesure où la calotte Antarctique peut contribuer à la hausse du niveau marin de près de 60 m. De ce fait, il est important d’appréhender et de documenter la variabilité climatique récente impactant le bilan de masse de surface antarctique, plus spécifiquement dans les régions côtières. Néanmoins, les enregistrements issus des observations instrumentales et satellitaires sont bien trop courts pour faire la distinction entre la variabilité naturelle du signal climatique et l’impact anthropique. D’où le lancement du raid scientifique ASUMA (« Improving the Accurancy of SUrface Mass balance of Antarctica »), dans le cadre de l’ANR (« Agence Nationale de la Recherche »), en Terre Adélie, zone côtière à fort taux d’accumulation caractérisée par la présence de vents catabatiques, afin de mieux connaitre l’évolution actuelle du bilan de masse. Un volet du projet est d’analyser la composition isotopique des carottes de névé dans l’objectif de fournir des informations sur le cycle hydrologique atmosphérique et la dynamique climatique. D’ailleurs, Sentia GOURSAUD (2018)  montre que, dans la région côtière de Terre Adélie, la composition isotopique ne dépend pas que de la température de surface locale mais qu’elle est aussi sous l’influence d’autres facteurs (dynamique atmosphérique, sources et transport de l’humidité, phénomènes post-déposition).

Dans ce rapport, deux sites de forages de carottes courtes du programme ASUMA ont été étudiés dans l’objectif de faire un transect le long de la pente menant au haut plateau antarctique, entre les points D47 à 1550 m d’altitude et STOP_0 à 2460m. Les mesures isotopiques effectuées ont permis de reconstruire la variabilité climatique sur les 50 dernières années grâce à une méthode analytique continue, l’analyse en flux continu ou CFA (« Continuous Flow Analysis »). Bien que cette méthode soit utilisée en laboratoire depuis quelques années, elle a été récemment développée au LSCE sur les carottes de névé.

Abstract: Fairbanks, Alaska is an urban area that has multiple local emission sources including power plants, domestic heating, and mobile sources, leading to severe wintertime pollution events during cold stable episodes where strong temperature inversions limit pollutant dispersion. In order to evaluate the individual contribution of these sources on Volatile Organic Compounds (VOCs) concentrations, ground-based measurements were carried out at high temporal resolution (2 minutes) using on-line instrumentation (Proton Transfer Reaction Time of Flight Mass Spectrometer: PTR-ToF-MS) during the winter 2022 in downtown Fairbanks as part of the Alaskan Layered Pollution and Chemical Analysis (ALPACA) 2022 field experiment. These measurements are recorded in the urban business district, which probably enhances the traffic component compared to domestic heating. From the detailed analysis of the mass spectra acquired in the 0-500 amu range, more than 330 ions were found of interest for further investigation. Source apportionment analysis was performed using Positive Matrix Factorization (PMF) resolved with the multilinear engine (ME-2) approach. Based on their mass spectral profiles, diurnal cycles and correlation with external collocated measurements (gaseous pollutants: CO, CO2, NOx, SO2, ozone, and specific particulate matter markers), the factors identified could be related to mobile sources (gasoline-like and diesel-like traffic), to heating (residential, diesel-like heating in addition to a couple of specific biomass burning, and to non-combustion sources attributed to secondary processes. This study contributes to the Air Pollution in the Arctic: Climate, Environment and Societies – Alaskan Layered Pollution And Chemical Analysis (PACES-ALPACA) initiative. The French contribution is part of the CASPA (Climate-relevant Aerosol Sources and Processes in the Arctic)/IPEV project.