Quelles données dans AERIS ?

AERIS en tant que pôle national de données pour l’atmosphère a pour mission de rassembler l’ensemble des données d’observation ou de campagne produites par la communauté française en sciences de l’atmosphère et de fournir aux utilisateurs scientifiques un ensemble de données et de produits plus élaborés permettant une utilisation optimale des systèmes d’observation pour des études effectuées à une échelle locale, régionale, continentale ou globale.

Les études du domaine atmosphérique concernent principalement la dynamique atmosphérique, le climat, la météorologie et la chimie atmosphérique et incluent des travaux plus orientés vers l’amélioration des prévisions météorologiques, l’étude de l’évolution du climat, les précipitations et les orages, la qualité de l’air, la pollution… La connaissance et la compréhension du fonctionnement de l’atmosphère jouent également un rôle prépondérant dans des études de processus interdisciplinaires comme le cycle du carbone ou le cycle de l’eau.

Les données gérées et distribuées par AERIS concernent ainsi toutes les composantes de l’atmosphère et sont destinées à mesurer et à caractériser : les gaz à effets de serre, les gaz trace réactifs, l’ozone, les aérosols, les nuages, la vapeur d’eau, la température atmosphérique, l’électricité atmosphérique, les vents, les précipitations…

L’offre en données a vocation à couvrir tous les types de produits qu’ils résultent d’observations acquises à partir de moyens basés au sol (plateformes instrumentées, réseaux d’observation), d’instruments montés à bord de satellites, de ballons, d’avions ou de drones, de mesures de laboratoire, d’inventaires ou de modèles complétant les jeux d’observations.

Outre la collecte, le reformatage et l’archivage de données provenant de systèmes ou d’instruments d’observation, AERIS met en œuvre des traitements scientifiques à valeur ajoutée qui permettent de réaliser des produits élaborés de niveau supérieur exploitant au mieux les filières d’observation ou la synergie des observations. Les chaînes de traitement sont généralement opérées au fil de l’eau de manière à générer des séries temporelles rapidement accessibles mais une capacité de retraitement est également disponible.

Données ‘sol’

AERIS collecte et diffuse les données de la plupart des plateformes et des réseaux d’observation nationaux dédiés aux mesures atmosphériques. Des services de traitement, de contrôle qualité ou de reformatage sont également mis en œuvre pour certaines de ces données.

Les données proviennent principalement de mesures effectuées sur sites par télédétection (photomètres, lidars, radars…) ou par prélèvement d’échantillons (analyseurs, spectromètres de masse, détecteurs de particules, néphélomètres…).

AERIS intervient en particulier en tant que Centre de Données pour l’Infrastructure de Recherche ACTRIS qui fédère au niveau national (ACTRIS-FR) et au niveau européen (ACTRIS-ERIC) les activités d’acquisition et de diffusion de mesures de caractérisation des composants à courte durée de vie dans l’atmosphère : aérosols (poussières, gouttelettes, PM …), nuages, gaz trace réactifs (O3, NO2, NH3, C2H6…).

AERIS gère les données des stations françaises des réseaux NDACC, INDAAF, ICOS (prochainement) et fournit un accès aux données AERONET. Il permet notamment la visualisation de (longues) séries de données, l’accès aux archives des mesures des stations et aux images des stations ‘radar’ de Météo France

Données spatiales

AERIS assure la fonction de Centre de Mission scientifique pour les missions spatiales du CNES de la thématique atmosphère. Il assure l’exploitation des chaînes de niveaux 2 et 3 (transformation des données brutes étalonnées en grandeurs physiques) et la diffusion des produits associés.

Les principales missions concernées sont : POLDER, PARASOL, Megha-Tropiques, CALIPSO, IASI. Et bientôt MicroCarb, IASI-NG et C3IEL.

AERIS met également en œuvre des traitements combinant des données provenant de différents satellites ou mutualisant des données spatiales avec des données sol. Ainsi, au-delà des données des missions spatiales françaises, AERIS collecte les données des instruments MODIS (sur les satellites TERRA et AQUA de la NASA), Cloudsat (NASA), MERIS et AATSR (ESA), GOSAT et GOSAT-2 (JAXA), SSM/I et SSMIS (NASA) et plus récemment Sentinel-5P (Copernicus). AERIS a également un programme important d’acquisition, d’archivage et de mise à disposition des images de toute la couronne des satellites géostationnaires météorologiques : MSG (Eumetsat), GOES-W et GOES-E (NOAA), HIMAWARI (JAXA).

Données ‘avions’

Deux types de données ‘ avions’ sont gérés par AERIS :

  • les mesures systématiques réalisées par des instruments dédiés montés sur des avions de ligne (IAGOS),
  • les mesures acquises dans le cadre de campagnes expérimentales à bord des avions de recherche français (SAFIRE).

AERIS est le ‘Data Center’ de l’Infrastructure de Recherche européenne IAGOS (In-service Aircraft for a Global Observing System) qui réalise des observations de la composition de l’atmosphère sur des avions commerciaux de compagnies aériennes internationales équipés d’une instrumentation scientifique (actuellement huit avions). Les mesures effectuées sont transmises automatiquement à AERIS qui est responsable de la gestion et de la diffusion de tous les produits générés dans le cadre du projet. Ces mesures concernent : des gaz trace réactifs (ozone, monoxyde de carbone, oxydes d’azote), des gaz à effet de serre (dioxyde de carbone, méthane), les aérosols, les particules nuageuses et la vapeur d’eau.

AERIS archive l’ensemble des données de vol relatives aux campagnes scientifiques aéroportées réalisées depuis près de 30 ans sur les avions de recherche français aujourd’hui gérés par SAFIRE. Ces données concernent les caractéristiques avioniques du vol (altitude, position, vitesse…) et les caractéristiques de l’environnement de l’avion (vents, température, humidité, nuages, aérosols…) ainsi que les mesures de l’instrumentation scientifique montée à bord des avions. Au travers du portail SAFIRE +, AERIS rend accessibles aux chercheurs et au public l’ensemble des données de recherche aéroportées, à partir des archives les plus anciennes principalement collectées à bord du Fokker–27 «ARAT» du CNRS et du Merlin IV de Météo-France, jusqu’aux plus récentes collectées à bord de l’actuelle flotte d’avions SAFIRE.

Données ‘ballons’

Depuis la création du pôle Ether à la fin des années 90, puis du pôle AERIS en 2015, les données des campagnes ‘ballons’ réalisées par la communauté scientifique dans un cadre national ou international sont gérées et rendus accessibles de manière unifiée. Un des grands intérêts de ces campagnes est de pouvoir disposer de profils verticaux des différentes composantes de l’atmosphère jusqu’à la stratosphère.

AERIS a vocation à héberger aussi bien les données acquises à partir d’instruments montés sur de ‘gros’ ballons stratosphériques que des données issues de ballons-sondes voire de ballons captifs. Avec des ballons de type aéroclippers, le sondage de l’interface océan-atmosphère est également d’un grand intérêt en particulier pour l’étude de phénomènes météorologiques comme la cyclogenèse.

Au travers du projet européen HEMERA, AERIS met à disposition l’archive des campagnes ‘ballons’ et offre un environnement d’accueil pour les campagnes à venir. Il propose des outils de visualisation de trajectoire, et offre la possibilité de représenter sous forme graphique différents paramètres de vol et les données scientifiques acquises.

AERIS est également associé aux campagnes elles-mêmes, comme celles du projet franco-américain Strateole-2 (trois campagnes distinctes entre 2019 et 2024) qui vise à étudier les processus climatiques dans la couche de tropopause tropicale et dans la basse stratosphère, avec un total attendu de près de 50 ballons.

Données de laboratoire

AERIS collecte, formate et archive les mesures effectuées dans les chambres de simulation atmosphérique françaises HELIOS et CESAM permettant de caractériser, avec du matériel de laboratoire, les processus atmosphériques concernant les aérosols, les composants gazeux, les nuages.

Dans un cadre plus général, AERIS intervient comme centre de données du projet EUROCHAMP-2020 qui permet d’intégrer l’ensemble des chambres de simulation atmosphériques européennes dans une même infrastructure.

Par ailleurs, au travers de la base de données GEISA (Gestion et Etude des Informations spectroscopiques Atmosphériques), AERIS met à disposition des utilisateurs les paramètres spectroscopiques de molécules atmosphériques mesurés dans des laboratoires français ou étrangers et très régulièrement remis à jour.

Données de campagnes

AERIS gère les données d’observation acquises lors de campagnes scientifiques réalisées dans différents cadres ou pour différents projets (AMMA, MISTRALS…). Ces données sont diffusées sur des portails web dédiés à chaque campagne et implémentés par AERIS. Elles sont également accessibles via le catalogue général d’AERIS. Les campagnes sont généralement multithématiques et le service offert par AERIS ne se limite pas aux données relatives à la thématique atmosphère, il couvre la totalité des mesures de la campagne incluant des mesures caractéristiques des sols ou de l’océan quand il y en a. Un lien avec les pôles Theia et/ou Odatis est proposé dans ces cas-là. AERIS propose des outils à valeur ajoutée permettant par exemple de prévoir le passage d’un satellite pour des campagnes de calibration/validation et des outils d’aide à la décision (prévisions météorologiques ou chimiques…).

Les campagnes récentes gérées par AERIS sont : MAGIC, EURECA4, SOFOG3D, LIAISE, CADDIWA, AWIT, MOSAI, CERVOLAND, BIO-MAIDO. La liste de toutes les campagnes prises en compte par AERIS est accessible à l’adresse suivante : https://www.aeris-data.fr/typologies/campagnes/

Banques de données et inventaires

AERIS offre l’accès à des banques de données internationales telles que IUPAC (paramètres cinétiques de réactions chimiques atmosphériques) ou ECCAD (inventaires d’émissions de surfaces de composés chimiques). AERIS héberge également la banque de données GEISA qui décrit les paramètres spectroscopiques du transfert radiatif dans l’atmosphère.

D’autre part, AERIS gère les bases de données BAOBAB et MISTRALS qui regroupent respectivement les données du programme international AMMA (complétées avec d’autres données sur l’Afrique de l’Ouest) sur la mousson africaine et celles des programmes HyMEx et ChArMEx sur la Méditerranée.

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