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ACTRIS-FRRéunionAnnuelleParis,25-26Septembre2017

Point«ACTRISCentralFacili4es»

25/0910h45–11h45

M.Haeffelin(IPSL),P.Goloub(LOA),O.Favez(INERIS),V.Gros(LSCE),J-C.Dupont(IPSL),S.Sauvage(IMT),N.Papineau(IPSL)

JournéesACTRIS-FR,Paris,25-26Septembre2017

CFACTRIS-FR:DEFINITIONANDROLE

ACTRISCFs§  representthekeyopera-veen--esofthisResearchInfrastructure§  haveafundamentalroleastheyprovide

§  servicestotheusersaccordingtotheACTRISaccesspolicy§  opera-onsupporttotheNa-onalFacili-es(NFs).

§  CFsareoperatedattheEuropeanlevelandarepartofthegovernanceanddecisionmakingstructureoftheRI.

§  EachCFmayhaveseveralopera-onalunits.



ACTRISTopicalCentres(TCs)a)  proceduresandtoolsforqualityassuranceandqualitycontrolof

ACTRISmeasurementsanddata,b)  transferofknowledgeandtrainingtoACTRISoperatorsandusers,c)  improvementsofmeasurementmethodologiesforaerosols,

clouds,andreac-vetracegases.

§  AerosolRemoteSensingCentre,§  AerosolInSituCentre,§  CloudRemoteSensingCentre,§  CloudInSituCentre,§  Reac-veTraceGasesRemoteSensingCentre,§  Reac-veTraceGasesInSituCentre.



ACTRISDataCentre(DC):DCcoordinatesandensureslong-termarchivingandaccesstoACTRIS§  measurementdataand§  value-addedproducts,§  advancedtoolsfordatavisualiza-on,evalua-on,andanalysis.TheDCalsoprovideshigher-leveldataproductstowardsspecificusercommuni-es.


CFACTRIS-FR:RELATIONSTC–NF–DCTâchesconcernantlesmesuresetlesdonnées

JournéesACTRIS-FR,Paris,25-26Septembre2017ACTRIS PPP WP4 meeting Oslo, Norway – 15 June 2017

Steps

Baseline document

CF template

CF concepts

Estimation of needs

for operational

support

Estimation of needs

for services

Estimation of capacity

Estimation of costs

Strategy

How many NFs?

What is a NF?

How many users?

Requirements Ä

Selection Ä

Operation

General

Specific CFACTRIS-FR:ETAPES

CENTERFORAEROSOLREMOTESENSING


CenterforAerosolRemoteSensing(CARS)

•  Théma4quescien4fiquecouverteparleCFü Propriétésop-quesetmicrophysiquesdesaérosolsdepuislasurfacepar-télédétec-onpassive(photomètreCIMEL)-colonneatmosphérique--télédétec-onac-ve(LiDARAérosol(*))depuislasurface(surface->tropopause,voireau-delà)ü Synergie.

(*)ACTRIS/EARLINET:Mul--longueurd’onde,Raman,…(Lille,Palaiseau,Clermont,LaRéunion)+LiDARAérosolbassepuissance+Ceilomètre).

•  Europe:fusionrécente(2017)entreColonneetProfile(Pourmémoire,enFrance,lafusiondanslecadreSOEREORAURE,dés2012,puisACTRIS-FR(GTAérosol-3D,PI.P.Goloub))

•  Exper4sefrançaise(LOA,PIP.Goloub)ü Propriétésintégréessurlacolonneatmosphérique(SNOPHOTONS/AERONET)

ü Contribu-onfrançaise/Européenneauréseauinterna-onalAERONET(NASA)ü Centred’«Etalonnage»(CC)na-onaleteuropéenü Développementsinstrumentaux(photométriemobile,polarimétrie,…)ü Développementsalgorithmiques(ex:GRASP/GARRLIC…),photomètreetLiDAR

ü Partenariatsindustriels(CIMEL,TENUM,…,voirdossier«SuccessStory»,surlesiteduministère)



•  Structura4oneuropéenneü Colonne:AERONET-EuropeCC(France(Leader),Espagne),3nœuds(enréalité4)Leader:CNRS/U.LilleLOA(Lille+MF).Partenaires:UVA(Valladolid)+AEMET(IzanaObs.,Ténérife).ü Profile:LiCALCC(Roumanie(INOE),Allemagne(LMU),Italie(CNR)),3nœuds(4emeagendupourlesCeilomètres,DWD).

•  Structura4onna4onaleactuelleCF(LOA,MF) LOA(Lille) :ges-onréseau(surveillanceNRT),étalonnage(*),maintenance,forma-on,QC,QA,Dataprocessing(*)-Etalonnageenlaboratoiredesinstrumentsdeterrain,-Etalonnagedesinstrumentsdeterraininter-étalonnéssurlesitedeCarpentras - Ges-onetétalonnagedesinstrumentsderéférencehébergésparAEMET(resp.LOA)pourlesnœudsFrançaisetEspagnolsRôledeMF:hébergementdusited’étalonnagesolaire/lunaireparMFàCarpentras(**)(**) Changement de site hiver-printemps 2018 (Carpentras ferme), travail d’approche en cours pourréinstalla@onàl’OHP.

ü P

(référenceAOD)(Instr.Terrain,1/3)(Instr.Terrain2/3)



•  U4lisateursdelaCF(aerosolcolonne)

ü Lessitessuscep-blesd’êtrelabélisésNF(DirectAccess.ExenFranceavecLille,Palaiseau,Clermont,LaRéunion,OHP,…)

ü U-lisateursexternes(accessrequested):(AERONET-EUROPE=30%d’AERONET)

Day$ Night$

! $

AOD$

$

Total$Sky$$

Radiance$

$

Polarized$Sky$

Radiance$

$

AOD$

$

Sites$

(2017)$

$

$

Sites$

(2045)$

$

$

GLOBA

L$

AERONET$

Federation$

(CIMEL)$

X!

!

X! X! X! 465!(*,**)!(1992)!

!

!

! !

SKYNET$

!(PREDE)!

X! X! 1! 1! 30!(2004)! ! !

GAW$

(PFR)!

X! 1! 1! 1! 15!(1994)! ! !

REGIONAL

$(China

)$

CARSNET$

(China)$!

(CIMEL)!

X! X! 1! 1! 50!(2005)! ! !

SONET$

(China)$

!(CIMEL)!

X! X! X! 1! 20!(2012)! ! !RE

GIONAL

$

(UK)$

METNOFFICE$

(CIMEL)!

X! X! X! 1! 10!(2013)! ! !

…! !! !! ! ! !! ! !

!

AerosolcolumnPrimaryData(Level1)obtainedfromsun/sky/moonphotometer.(*)160inEuropeandAfrica;(**)70canprovidenight@meAOD(50intheUSA,20inEurope).



•  Statutdelacomposante«AerosolColumn»delaCFü CCopéra-onnel(SNO(1998),ACTRIS-1/ACTRIS-2)avecphotomètreCIMELCE318ü NRTProcessingLevel0->Level1opéra-onnel(branchesNASAetbrancheLOA)ü NRTprocessingLevel1->Level2opéra-onnel(brancheNASA,produitsAERONETStandards)ü NRT processing Level 1-> Level 2/3: paramètres à valeurs ajoutées (nouveaux et/ou via synergieColonne/Profiles):existentmaisencoursd’implémenta-onavecDataCenterAERIS/ICARE.

=>Leadershipfrançaissurlasynergiephotomètre/LiDAR

ü PartenariatindustrielavecCIMEL,leaderindustrielfrançaissurlaphotométriesolaire/lunaire,etbientôtmobile…

•  Besoinsexprimés(colonne)ü Inves-ssementnécessaire(pland’inves-ssementsoumiséquipements/jouvence),140kE/an

ü BesoinRH(1AIàstabiliser((2017)+1IEàstabiliser(avantfinACTRIS-2(2019))+1CNAPauseinduSNOPHOTONS(désquepossible)

ü S’ouvriràdesu-lisateursayantd’autrestypesd’instruments(ex:spectromètrePandora(aérosols+gaztraces,…),inves-ssements2018(ESAetACTRIS-FR).Coûtd’unpandora=40-45kE.

ü Sou-enDC-AERISpourproduc-onparamètresàvaleurajoutée



•  SynergiesentrelescomposantesdelaCF-  Colonne:France(ges-onréseau+inter-étalonnage+resp.référence)etEspagne(Inter-étalonnage+sitederéférenceAOD).Redondancepar-elle.

•  SynergiesavecleDataCenterü Miseenproduc-ondeGARRLIC/GRASP(2018/2019)ü Synergieavecsatellite(ex:GRASP)

-Colonne/Profile:Exper-sedeges-ond’unréseau(étalonnageetorganisa-on)peutbénéficieràLiCAL-SynergiesdesparamètresdeLevel1générésparAerosolcolonnesetprofilsQuelquesexemples:ü  Dejour:InversionsimultanéedesAOD,luminance-photomètreetRCS-LiDAR(GARRLIC)ü  Denuit:InversionstandardRamandenuit,aidéeparAODdenuit•  SynergiesavecautresCFü  Aerosolinsitu(compléterlesprofilsausol),….

CENTERFORAEROSOLINSITUSENSING


ENJEUX

AerosolInSituCharacteriza4onCentre

q Centred’exper-seeuropéenpourlamesureinsitudespropriétésphysico-chimiquesdesaérosols.

q  Inclutmesuresautoma-quesetdifférées(surfiltres)

q Forteexper-sefrançaisesurlamesurechimiqueentempsréelàl’aidedel’ACSM(AerosolChemicalSpecia@onMonitor,AerodyneResearchInc.)


STRUCTURE

WCCAPPropriétésphysiques

Allemagne(Tropos)

ACMCCChimie"Online"

France(CNRS+INERIS+CEA)

ERLAPChimie"Offline"CommissionEU

(JRC/IES)

?«Trèspe4tespar4cules»

Finlande(UHEL)

?Traceursorganiques

Allemagne(Tropos)

?Carbonesuienon

réfractaireSuisse(PSI)

AerosolInSituCharacteriza-onCentreUnitésopéra4onnelles:

Possiblesunitéssupplémentaires:


ACTIVITÉS

Principalesac4vitéspasséesdel’ACMCCpourACTRIS:Réalisa4onde2campagnesdecalibra4onsetd’intercomparaison

ACTRIS-1 (Nov.-Dec. 2013) 13 instruments, 10 pays

AMS partner

ACSM-ACTRIS stations

Mesurerobustedelacomposi@onchimiquedesaerosolssubmicroniquesCrennetal.&Fröhlichetal.,(AerosolMeas.Tech.,2015);Freneyetal.(inprep.)

100

80

60

40

20

0

NR

-PM

1 com

posi

tion

(%)

#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13

SO4 NH4 Chl NO3 Org

ACTRIS-2 (Mars-Avr. 2016) 21 instruments, 13 pays


UTILISATEURS

Servicesetu4lisateursdel’ACMCC(actueletàcourtterme)

ACSMwithinEUresearchsta4ons

Ac-vités:-  Calibra-onsetintercomparaisons-  Standardopera@ngprocedures&formaBonssurprotocolesQA/QC-  Auditdesta4ons?-  Interfacedevalida4ondedonnéesentempsquasi-réel-  Evalua4ondenouvelletechnologie

CommunautéACTRISetCOLOSSAL

(env.30d’ici2020)

U-lisateurs:AgencesdesurveillancedelaQualitédel’Air

(France+autrepays?)Partenairesprivés(dontrecherchepartenariale)?

Ins4tutderecherchenon-EU(e.g.,Chine)?


BESOINSetEVOLUTIONS

BesoinsetPerspec4vesd’Evolu4onsdel’ACMCC

v Centrederéférencepourd’autresanalyseursencon-nudelacomposi-onchimiquedesaérosols(e.g.,chromatographieioniqueet/ouFluoXentempsréel)

v  Invita-ondeWMO-GAWàdevenirWorldCalibra@onCentre(iln’existepasencoredestructuredecetypepourlamesurechimiqueentempsréel).

v Forcesetfaiblessesdel’ACMCC:

Compétencestechniquesetscien4fiques

Leadershipauseindela

communautéinterna4onale

Infrastructure(capacitéd’accueil,

équipements)

Ressourceshumaines

disponiblesàcestade

Soliditéduconsor4um

++ + +(ACSM)-(autresinst.)

-- ++(historique)-(structure

légaleàdéfinir)

CENTERFORCLOUDREMOTESENSING


ENJEUXETUTILISATEURS

15CloudRemoteSensingSta4ons(DCR,ALC,MWR)

SupportauxNa4onalFacili4es 30MWRSta4ons

+250ALCSta4ons15DWLSta4ons

Offredeservicepouru4lisateursexternes

§  Lesnuages��jouentunrôlemajeuredanslavariabilitéclima-queetmétéorologique§  Leurétudenécessitedecaractériserprocessusdecouchelimite,dedynamique

atmosphérique,&propriétésradia-ves,microphysiques,thermodynamiques,turbulentes§  LamesuredecesvariablesnécessitedessiteséquipésNF(radars,lidars,radiomètres)etun

centremul--exper-seCFensou-enpourassurerlaqualité


STRUCTUREetCONTRIBUTEURSauCRCE

Unit1to4IPSL,TU-Dely,U.Köln,FMI

Fix&mobilereferenceinstruments

SoPs&QA

NFcer-fica-on

Retrievals&linktoDC

Training

SupporttoALCunit,Linkwithmanufacturers

CDR,MWR,DWLSiteseuropéenscontributeurs

Auniveaufrançais:ü  Exper4seradaretlidar

automa4queü  IPSL:pilotageservicesCRCE,

rela-onsHO/DC/NFACTRISü  LATMOS:développeuret

exper-seradars(hard+soy)ü  MODEM:fabricantduradar,

servicesauxu-lisateurs

§  REF:Mainteniretfairefonc-onneruninstrumentdereferencedanslesNFsetmobile;

§  SoP:Maitriserlesproceduresetmethodologiespourres-tuerlesprofilsdepropriétésnuageuses;

§  CAL:Proposerlesméthodesetl’infrastructurepourlacalibra-ondesradarsnuages

§  QA:Assurerlecontrôlequalitédesproduitsnuageuxetcalibra-on

§  NF:Cer-fierlesACTRISNF

§  Retrieval:Développerdesalgorithmsd’inversion,notammentpourlessynergiesinstrumentals(lienaveclesDataCenters)

§  Training:Organiserdessessionsdetravailpourletransfertdeconnaissanceverslesutlisateursinternesetend-users


Ac4ons2017/2018Ac4ons2017/2018:

ü  Développementstechniques(LATMOS,MODEM,IPSL)§  Testetfiabilisa-onposi-onneuretfiltrespourfonc-onnementsimultanédeplusieursradars§  Développementd’unradarderéférencemobile§  Planifica-ondel’infrastructured’accueil(SIRTA-2018)

ü  CampagnesdemesuresEU(pilotageIPSL+EU)§  Evalua-ondeBASTAsurplusieurscibles:drône(Deflt),cible+mat(ACTRIS-FR17)§  Inter-comparaisonderadarsnuages(BASTA+RPG)

ü  Défini-onduconceptduCRCE(pilotageIPSL)§  Novembre2017:CRCEworkshopàDelypendantleWP2ACTRIS-2§  Juin2018:SoumissionduCRCEàl’AOACTRIS-PPP§  Janvier2019:Débutdesac-onsCRCEàdesu-lisateursexternes

ü  Personnels§  ThèsesCIFREavecMODEM§  Premièrethèse(F.Toledo,direc-onIPSL)débuteenNovembre2017

Posi@onneur Mat+CibleScanning

Bâ@mentSIRTA-2018Zonedédiéeàcalibra@onradar:mat/cible/containerdéporté/sallelabo


BilanAOACTRIS-FR2017…AOACTRIS-FR2018-2020

ACTRIS-FR:23+3k€

MODEM:150+35k€

CNRS:12k€

AIDEàl’inves4ssement2017 AchatMat+CibleSystèmedepilotagePosi@onneur

Développementd’unradarnuageBASTATransfertdetechnologieThèseCIFRE1.Dév.pmtalgo.

JouvenceBASTA-ref

!FutursbesoinsCo-financements/ACTRIS-FR:

EP,MODEM,ACTRIS-EU,CNES-TOSCA150k€

InfrastructureCRCESIRTA-2018ThèseCIFRE1&2,Campagne

35k€UpgradeHardandSod(radome,filtre,posi@onneur)Stage

2018MODEM,PIA3,CNES-

TOSCA150k€IEDév.pmtinstr.ThèseCIFRE1&2Missions

25k€UpgradeHardandSod,Stage

2019MODEM,PIA3,CNES-

TOSCA250k€RadarderéférenceCRCEThèseCIFRE2Campagnesmul@-labos/Infra

25k€UpgradeHardandSod,Stage

2020

Personnel:besoind’unETPpermanentConsommablesetmaintenanceses@mésà12k€/an

CENTERFORTRACEGAZINSITUSENSING


CFACTRIS-FR

TopicalcenterforReac4veTraceGazinsitu

Paramètres(#37):COV{HCNM,COVO,COVB},NOx{NO,NO2}

Intérêtsscien4fiques:- Tendancestraceursanthropiques&biogéniques- Sourceappor-onment,évalua-oninventaires- Evalua-on&Entréemodèles- Capacitéoxydantedel’atmosphère,acidifica-on- PrécurseursOzone,AérosolOrganiqueSecondaire

Résolu4ontemporelle:4heures(bi-hebdo)àhorairecon-nue(NRTpourNOx)

U4lisateurspoten4elsdessupportsetservicesducentre• Internes:26sitesreportantdonnéesconformémentàACTRIS

+Eurochamps:chambresdesimula-on(besoinàdéfinir)+plateformesmobiles

• Externes:EMEP,GAW,AASQA(spécifique),.. SitesreportantdesmesuresgazréacBfsen2016suivant

processusACTRIS

CarteEUROCHAMPS


CFACTRIS-FR

RôlesØ  Assurerlatraçabilitémétrologiquedesmesures(depuisétalonsprimaires)Ø  Implémenta-onpourageindrelesobjec4fsdequalitéACTRISØ  Développer/megre en place desméthodes demesures et de contrôle qualité

harmoniséesØ  Evalua4onsindépendantesdessites(comparaisons,auditsdeperformances)Ø  Processusdevalida4ondesdonnéesØ  Support/Forma4ondesopérateurs

TopicalcenterforReac4veTraceGazinsitu

Centrethéma4queeuropéen=6unités

- OVOCs,BVOCs,NOx:SOPs&traceability- Evalua-on/comparaisonin-situ,audit- Support/forma-on- CQdesdonnées/Labellisa-on

~30%del’acBvitéducentreEU

Empa

Allemagne Allemagne AllemagneFinlande SuisseFrance


CFACTRIS-FR

q op4misa4on&Evalua4ondeméthodesOVOCs

ComparaisonmesuresstandardOVOCs,Sept2017

PTRMS,TD/GC/FIDon-line,DNPH/HPLCGuidelinespourobserva-ons,Méthodesd’étalonnageTests/valida4onPrimarystandardIMT,VSL,DWDGAWVOCexpertmee4ng(Boulder,May2017)

q DéveloppementméthodesBiogenicVOCs+20BVOCs(Isop,Monoterpenes,..)

ChromatogrammeBVOCsTD/GC/FIDenligne

q SidebysideIntercomparison(par4cipa4onIMTLD)VOCsPTRM-MSCabauw(Sept2017)BVOCs,OVOCsHohenpeissenberg(July2018)

q Redac4onGuidelinesPTR-MS+mesureHCNM

q Datareviewprocess:evalua4ondesincer4tudes

q Comparaisonin-situNox(etO3)surlessitesFrCO-PDD,SIRTA

0

5

10

15

20

25

30

35

0 100 200 300 400 500 600 700

pptv

Concentration(pptv)

HPB-Benzene

Uncertainty

Precision

DQOuncertainty

DQOrepetability

q Anima4onGTGazACTRIS-FR

EvaluaBondesincerBtudesCOVreportées

TopicalcenterforReac@veTraceGazinsituAc4vité


CFACTRIS-FR

Calendrier Oct2017:BaselinedocumentpourlesCentralFacili-es….Valida-onparleI.A.C.

Dec2017:LivraisonConceptducentrethéma4queEU(àcejour75%finalisé)2018:applica4on/sélec4on-Inves4ssement–con-nuitédessupportsauxNFsFrance>2019–2025:implémenta4onðPhasePré-opéra4onnelle

TopicalcenterforReac@veTraceGazinsitu

2018• Analyseursspécifiques(PTRMS,CRDS,GC)• Préleveurautoma-que(COV)• Aménagementslaboratoires

395k€/30k€

2019• Etalonsderéférence• Unitédecalibra-onPTRMS

30k€/30k€

2020• Analyseurspécifique

30k€/30k€

Personnel:vers1,5à2ETP!Besoin1IngénieurdeRecherchepermanent

InvesBssem

ents

Consommables,Maintenance,logis-que,missions…es-mésà20k€/an

FutursbesoinsCo-financements/ACTRIS-FR:

Sourcesdeco-financements:Invest.FondPropreIMT;PIA3,…..

Fonct.

ACTRISDATACENTER


ThefutureACTRISDataCentre

•  ACTRISdatacentrewillbeafederatedDataCentrebutauniquebody-  auniqueen-tyfortheexternalsusers

•  Internallywewillbeorganizedinto“nodes”foradop4ngspecificsolu4onsreplyingtothedifferentneedsoftheACTRISobserva4onalcomponents• Manyandstronglinksbetweenthenodes

Cloudremotesensingdataservices

Aerosolremotesensingdataservices

Atmosphericsimula4on

chamberdataservices

Insituaerosolandtracegasdataservices

ACTRISDataAccess

andservices


AERISDANSACTRISRI

§  AERISviaAERONET,GAARLIC,Visualisa4onandco-loca4ontools•  AERISdansNFinsitumaisAERISvadeplusplusêtreimpliquédansles

traitements«systéma4quesdesfilièresd’observa4onsetégalementavecdenouveauxou4ls


ACTRISDATACENTER


ACTRISDATAANDSERVICES


AERISContribu4onauDATAcenter

•  AERISviaAERONET,GAARLIC,intégrédansnodeAerosols•  AERIS:leaderdatabaseEUROCHAMP•  Climate:REOBS..OBS–MODELS•  AERIScentrededonnéesdeNDAACFrancedepuis20ansmaisaussidonnéesIDAF

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