1,720,961 research outputs found
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Get PDF“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Get PDFWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Développement d'un modèle numérique de qualité de l'air multiéchelle pour le milieu urbain
No full textAir pollution represents a major environmental and health risk, particularly in urban areas, where many people live close to sources of pollution such as road traffic. The spatial distribution of traffic and specific street morphology strongly influence local concentration levels, with patterns where pollutants such as particulate matter and nitrogen dioxide (NO2) can accumulate due to limited dispersion. The atmospheric residence time of these pollutants also makes the contribution of more distant sources significant. As local concentrations are influenced by both background pollution and local sources, multi-scale modeling is necessary to better understand the complex exchanges of pollution in an urban environment. The numerical simulations carried out as part of this thesis integrate meteorological modelling with the WRF model, the estimation of regional concentrations using the 3D Eulerian chemistry-transport model CHIMERE, the assessment of local concentrations using the MUNICH street network model, and finally, the representation of secondary aerosol formation with the SSH-aerosol chemical module coupled to the MELCHIOR2 gas scheme. Accurate land-use data have proved crucial in meteorological simulations carried out in urban environments. Distinguishing between different types of urban area and a refined representation of urban density in the regional area studied enables appropriate modulation of anthropogenic heat fluxes. An increase in anthropogenic heat flux by a factor of 3 leads, on average, to a 19% reduction in nitrogen oxide (NOx) concentrations in streets. Two methods capable of estimating concentrations on a local scale were compared: MUNICH and the subgrid method integrated into CHIMERE. This method consists of a statistical approach capable of disaggregating emissions from various sectors, notably road traffic. To this end, simulations were carried out over the period February to March 2014. The pollutants studied included NOx, NO2 and fine particulates. The concentrations generated by the statistical method are not sufficiently accurate in areas with a high degree of urban heterogeneity. There is a concentration bias of up to 58% between the two approaches in these areas. MUNICH better integrates emission and morphological heterogeneities in these particular contexts. Street morphology, which is known to MUNICH unlike the subgrid method, turns out to be a less influential factor than emissions. CHIMERE has been dynamically coupled with MUNICH, in order to gain a deeper understanding of the exchange of pollution flows between local and regional levels, and to refine their representation. Compared with the sequential chaining used previously, this allows the influence of the local model on background concentrations. This coupling also avoids the double presence of emissions, which are used both in the regional model and in the local model, in the sequential case. Over a one-month simulation period (February 2014), estimates from the multi-scale coupled system compared with those from sequential chaining show very similar performance at the regional scale, with a very slight decrease in NOx, NO2 and PM2.5 concentrations. At the local scale, the dynamic coupling slightly improves the performance of NO2 concentrations, based on available measurements. While average NOx concentrations are equivalent at city level with both methods, there is an increase of around 5% in PM2.5 and NO concentrations, and a decrease of around 8.5% in NO2 in the case of the dynamic coupling compared with the sequential system.La pollution atmosphérique représente un risque environnemental et sanitaire majeur, notamment en milieu urbain, où de nombreuses personnes vivent à proximité de sources de pollution telles que le trafic routier. La distribution spatiale du trafic et la morphologie spécifique des rues influencent fortement les niveaux de concentration locaux, avec des configurations où les polluants tels que les particules et le dioxyde d'azote (NO2) peuvent s'accumuler en raison d'une dispersion limitée. Le temps de résidence atmosphérique de ces polluants rend également significative la contribution des sources plus éloignées. La concentration locale étant influencé à la fois par la pollution de fond et les sources locales, une modélisation à ces différentes échelles est nécessaire afin de comprendre au mieux les échanges complexes de pollution en milieu urbain. Les simulations numériques réalisées dans le cadre de cette thèse intègrent une modélisation météorologique avec le modèle WRF, l'estimation des concentrations régionales à l'aide du modèle de chimie-transport eulérien 3D CHIMERE, l'évaluation des concentrations locales par le biais du modèle de réseau de rue MUNICH, et enfin, la représentation de la formation des composés secondaires avec le module chimique SSH-aerosol couplé au schéma gazeux MELCHIOR2. La mise en place de données précises d'occupation des sols s'est avérée cruciale dans les simulations météorologiques effectuées en milieu urbain. La distinction de plusieurs types de tissus urbains et une représentation affinée de la densité urbaine dans le domaine régional étudié permet une modulation appropriée des flux de chaleur anthropique. Une augmentation du flux de chaleur anthropique par un facteur 3 entraîne en moyenne une diminution de 19% des concentrations d'oxydes d'azote (NOx) dans les rues. Deux méthodes capables d'estimer les concentrations à l'échelle locale ont été comparées : MUNICH et la méthode sous-maille intégrée à CHIMERE. Cette méthode consiste en une approche statistique capable de désagréger les émissions provenant de divers secteurs, notamment le trafic routier. Pour ce faire, des simulations ont été menées sur la période de février à mars 2014. Les polluants étudiés incluent les NOx, le NO2 et les particules fines. Les concentrations générées par la méthode statistique ne sont pas suffisamment précises sur les zones présentant une forte hétérogénéité urbaine. On note un biais de concentrations entre les deux approches pouvant atteindre 58% dans ces zones. MUNICH intègre mieux les hétérogénéités d'émissions et de morphologie dans ces contextes particuliers. La morphologie de la rue, information que connaît MUNICH contrairement à la méthode sous-maille, se révèle être un facteur moins influent que les émissions. Afin d'approfondir la compréhension des échanges de flux de pollution entre les niveaux local et régional et d'affiner leur représentation, CHIMERE a été couplé de manière dynamique avec MUNICH. Par rapport au chaînage séquentiel mise en oeuvre précédemment, cela permet d'intégrer une influence du modèle local sur les concentrations de fond. Ce couplage prévient également la double présence des émissions qui sont utilisées à la fois dans le modèle régional, et dans le modèle local, dans le cas séquentiel. Sur une période de simulation d'un mois (février 2014), les estimations du système couplé multi-échelle par rapport à celles du chaînage séquentiel montrent des performances très similaires à l'échelle régionale avec une très légère diminution des concentrations des NOx, NO2 et PM2,5. À l'échelle locale, le couplage améliore légèrement les performances des estimations de NO2, d'après les mesures disponibles. Tandis que les concentrations moyennes des NOx sont équivalentes à l'échelle de la ville avec les deux méthodes, on note une augmentation d'environ 5% des concentrations de PM2,5 et de NO, et une diminution d'environ 8,5% de NO2 dans le cas du couplage par rapport au système séquentiel
Development of a multi-scale numerical air quality model for the urban environment
No full textLa pollution atmosphérique représente un risque environnemental et sanitaire majeur, notamment en milieu urbain, où de nombreuses personnes vivent à proximité de sources de pollution telles que le trafic routier. La distribution spatiale du trafic et la morphologie spécifique des rues influencent fortement les niveaux de concentration locaux, avec des configurations où les polluants tels que les particules et le dioxyde d'azote (NO2) peuvent s'accumuler en raison d'une dispersion limitée. Le temps de résidence atmosphérique de ces polluants rend également significative la contribution des sources plus éloignées. La concentration locale étant influencé à la fois par la pollution de fond et les sources locales, une modélisation à ces différentes échelles est nécessaire afin de comprendre au mieux les échanges complexes de pollution en milieu urbain. Les simulations numériques réalisées dans le cadre de cette thèse intègrent une modélisation météorologique avec le modèle WRF, l'estimation des concentrations régionales à l'aide du modèle de chimie-transport eulérien 3D CHIMERE, l'évaluation des concentrations locales par le biais du modèle de réseau de rue MUNICH, et enfin, la représentation de la formation des composés secondaires avec le module chimique SSH-aerosol couplé au schéma gazeux MELCHIOR2. La mise en place de données précises d'occupation des sols s'est avérée cruciale dans les simulations météorologiques effectuées en milieu urbain. La distinction de plusieurs types de tissus urbains et une représentation affinée de la densité urbaine dans le domaine régional étudié permet une modulation appropriée des flux de chaleur anthropique. Une augmentation du flux de chaleur anthropique par un facteur 3 entraîne en moyenne une diminution de 19% des concentrations d'oxydes d'azote (NOx) dans les rues. Deux méthodes capables d'estimer les concentrations à l'échelle locale ont été comparées : MUNICH et la méthode sous-maille intégrée à CHIMERE. Cette méthode consiste en une approche statistique capable de désagréger les émissions provenant de divers secteurs, notamment le trafic routier. Pour ce faire, des simulations ont été menées sur la période de février à mars 2014. Les polluants étudiés incluent les NOx, le NO2 et les particules fines. Les concentrations générées par la méthode statistique ne sont pas suffisamment précises sur les zones présentant une forte hétérogénéité urbaine. On note un biais de concentrations entre les deux approches pouvant atteindre 58% dans ces zones. MUNICH intègre mieux les hétérogénéités d'émissions et de morphologie dans ces contextes particuliers. La morphologie de la rue, information que connaît MUNICH contrairement à la méthode sous-maille, se révèle être un facteur moins influent que les émissions. Afin d'approfondir la compréhension des échanges de flux de pollution entre les niveaux local et régional et d'affiner leur représentation, CHIMERE a été couplé de manière dynamique avec MUNICH. Par rapport au chaînage séquentiel mise en oeuvre précédemment, cela permet d'intégrer une influence du modèle local sur les concentrations de fond. Ce couplage prévient également la double présence des émissions qui sont utilisées à la fois dans le modèle régional, et dans le modèle local, dans le cas séquentiel. Sur une période de simulation d'un mois (février 2014), les estimations du système couplé multi-échelle par rapport à celles du chaînage séquentiel montrent des performances très similaires à l'échelle régionale avec une très légère diminution des concentrations des NOx, NO2 et PM2,5. À l'échelle locale, le couplage améliore légèrement les performances des estimations de NO2, d'après les mesures disponibles. Tandis que les concentrations moyennes des NOx sont équivalentes à l'échelle de la ville avec les deux méthodes, on note une augmentation d'environ 5% des concentrations de PM2,5 et de NO, et une diminution d'environ 8,5% de NO2 dans le cas du couplage par rapport au système séquentiel.Air pollution represents a major environmental and health risk, particularly in urban areas, where many people live close to sources of pollution such as road traffic. The spatial distribution of traffic and specific street morphology strongly influence local concentration levels, with patterns where pollutants such as particulate matter and nitrogen dioxide (NO2) can accumulate due to limited dispersion. The atmospheric residence time of these pollutants also makes the contribution of more distant sources significant. As local concentrations are influenced by both background pollution and local sources, multi-scale modeling is necessary to better understand the complex exchanges of pollution in an urban environment. The numerical simulations carried out as part of this thesis integrate meteorological modelling with the WRF model, the estimation of regional concentrations using the 3D Eulerian chemistry-transport model CHIMERE, the assessment of local concentrations using the MUNICH street network model, and finally, the representation of secondary aerosol formation with the SSH-aerosol chemical module coupled to the MELCHIOR2 gas scheme. Accurate land-use data have proved crucial in meteorological simulations carried out in urban environments. Distinguishing between different types of urban area and a refined representation of urban density in the regional area studied enables appropriate modulation of anthropogenic heat fluxes. An increase in anthropogenic heat flux by a factor of 3 leads, on average, to a 19% reduction in nitrogen oxide (NOx) concentrations in streets. Two methods capable of estimating concentrations on a local scale were compared: MUNICH and the subgrid method integrated into CHIMERE. This method consists of a statistical approach capable of disaggregating emissions from various sectors, notably road traffic. To this end, simulations were carried out over the period February to March 2014. The pollutants studied included NOx, NO2 and fine particulates. The concentrations generated by the statistical method are not sufficiently accurate in areas with a high degree of urban heterogeneity. There is a concentration bias of up to 58% between the two approaches in these areas. MUNICH better integrates emission and morphological heterogeneities in these particular contexts. Street morphology, which is known to MUNICH unlike the subgrid method, turns out to be a less influential factor than emissions. CHIMERE has been dynamically coupled with MUNICH, in order to gain a deeper understanding of the exchange of pollution flows between local and regional levels, and to refine their representation. Compared with the sequential chaining used previously, this allows the influence of the local model on background concentrations. This coupling also avoids the double presence of emissions, which are used both in the regional model and in the local model, in the sequential case. Over a one-month simulation period (February 2014), estimates from the multi-scale coupled system compared with those from sequential chaining show very similar performance at the regional scale, with a very slight decrease in NOx, NO2 and PM2.5 concentrations. At the local scale, the dynamic coupling slightly improves the performance of NO2 concentrations, based on available measurements. While average NOx concentrations are equivalent at city level with both methods, there is an increase of around 5% in PM2.5 and NO concentrations, and a decrease of around 8.5% in NO2 in the case of the dynamic coupling compared with the sequential system
Développement d'un modèle numérique de qualité de l'air multiéchelle pour le milieu urbain
No full textAir pollution represents a major environmental and health risk, particularly in urban areas, where many people live close to sources of pollution such as road traffic. The spatial distribution of traffic and specific street morphology strongly influence local concentration levels, with patterns where pollutants such as particulate matter and nitrogen dioxide (NO2) can accumulate due to limited dispersion. The atmospheric residence time of these pollutants also makes the contribution of more distant sources significant. As local concentrations are influenced by both background pollution and local sources, multi-scale modeling is necessary to better understand the complex exchanges of pollution in an urban environment. The numerical simulations carried out as part of this thesis integrate meteorological modelling with the WRF model, the estimation of regional concentrations using the 3D Eulerian chemistry-transport model CHIMERE, the assessment of local concentrations using the MUNICH street network model, and finally, the representation of secondary aerosol formation with the SSH-aerosol chemical module coupled to the MELCHIOR2 gas scheme. Accurate land-use data have proved crucial in meteorological simulations carried out in urban environments. Distinguishing between different types of urban area and a refined representation of urban density in the regional area studied enables appropriate modulation of anthropogenic heat fluxes. An increase in anthropogenic heat flux by a factor of 3 leads, on average, to a 19% reduction in nitrogen oxide (NOx) concentrations in streets. Two methods capable of estimating concentrations on a local scale were compared: MUNICH and the subgrid method integrated into CHIMERE. This method consists of a statistical approach capable of disaggregating emissions from various sectors, notably road traffic. To this end, simulations were carried out over the period February to March 2014. The pollutants studied included NOx, NO2 and fine particulates. The concentrations generated by the statistical method are not sufficiently accurate in areas with a high degree of urban heterogeneity. There is a concentration bias of up to 58% between the two approaches in these areas. MUNICH better integrates emission and morphological heterogeneities in these particular contexts. Street morphology, which is known to MUNICH unlike the subgrid method, turns out to be a less influential factor than emissions. CHIMERE has been dynamically coupled with MUNICH, in order to gain a deeper understanding of the exchange of pollution flows between local and regional levels, and to refine their representation. Compared with the sequential chaining used previously, this allows the influence of the local model on background concentrations. This coupling also avoids the double presence of emissions, which are used both in the regional model and in the local model, in the sequential case. Over a one-month simulation period (February 2014), estimates from the multi-scale coupled system compared with those from sequential chaining show very similar performance at the regional scale, with a very slight decrease in NOx, NO2 and PM2.5 concentrations. At the local scale, the dynamic coupling slightly improves the performance of NO2 concentrations, based on available measurements. While average NOx concentrations are equivalent at city level with both methods, there is an increase of around 5% in PM2.5 and NO concentrations, and a decrease of around 8.5% in NO2 in the case of the dynamic coupling compared with the sequential system.La pollution atmosphérique représente un risque environnemental et sanitaire majeur, notamment en milieu urbain, où de nombreuses personnes vivent à proximité de sources de pollution telles que le trafic routier. La distribution spatiale du trafic et la morphologie spécifique des rues influencent fortement les niveaux de concentration locaux, avec des configurations où les polluants tels que les particules et le dioxyde d'azote (NO2) peuvent s'accumuler en raison d'une dispersion limitée. Le temps de résidence atmosphérique de ces polluants rend également significative la contribution des sources plus éloignées. La concentration locale étant influencé à la fois par la pollution de fond et les sources locales, une modélisation à ces différentes échelles est nécessaire afin de comprendre au mieux les échanges complexes de pollution en milieu urbain. Les simulations numériques réalisées dans le cadre de cette thèse intègrent une modélisation météorologique avec le modèle WRF, l'estimation des concentrations régionales à l'aide du modèle de chimie-transport eulérien 3D CHIMERE, l'évaluation des concentrations locales par le biais du modèle de réseau de rue MUNICH, et enfin, la représentation de la formation des composés secondaires avec le module chimique SSH-aerosol couplé au schéma gazeux MELCHIOR2. La mise en place de données précises d'occupation des sols s'est avérée cruciale dans les simulations météorologiques effectuées en milieu urbain. La distinction de plusieurs types de tissus urbains et une représentation affinée de la densité urbaine dans le domaine régional étudié permet une modulation appropriée des flux de chaleur anthropique. Une augmentation du flux de chaleur anthropique par un facteur 3 entraîne en moyenne une diminution de 19% des concentrations d'oxydes d'azote (NOx) dans les rues. Deux méthodes capables d'estimer les concentrations à l'échelle locale ont été comparées : MUNICH et la méthode sous-maille intégrée à CHIMERE. Cette méthode consiste en une approche statistique capable de désagréger les émissions provenant de divers secteurs, notamment le trafic routier. Pour ce faire, des simulations ont été menées sur la période de février à mars 2014. Les polluants étudiés incluent les NOx, le NO2 et les particules fines. Les concentrations générées par la méthode statistique ne sont pas suffisamment précises sur les zones présentant une forte hétérogénéité urbaine. On note un biais de concentrations entre les deux approches pouvant atteindre 58% dans ces zones. MUNICH intègre mieux les hétérogénéités d'émissions et de morphologie dans ces contextes particuliers. La morphologie de la rue, information que connaît MUNICH contrairement à la méthode sous-maille, se révèle être un facteur moins influent que les émissions. Afin d'approfondir la compréhension des échanges de flux de pollution entre les niveaux local et régional et d'affiner leur représentation, CHIMERE a été couplé de manière dynamique avec MUNICH. Par rapport au chaînage séquentiel mise en oeuvre précédemment, cela permet d'intégrer une influence du modèle local sur les concentrations de fond. Ce couplage prévient également la double présence des émissions qui sont utilisées à la fois dans le modèle régional, et dans le modèle local, dans le cas séquentiel. Sur une période de simulation d'un mois (février 2014), les estimations du système couplé multi-échelle par rapport à celles du chaînage séquentiel montrent des performances très similaires à l'échelle régionale avec une très légère diminution des concentrations des NOx, NO2 et PM2,5. À l'échelle locale, le couplage améliore légèrement les performances des estimations de NO2, d'après les mesures disponibles. Tandis que les concentrations moyennes des NOx sont équivalentes à l'échelle de la ville avec les deux méthodes, on note une augmentation d'environ 5% des concentrations de PM2,5 et de NO, et une diminution d'environ 8,5% de NO2 dans le cas du couplage par rapport au système séquentiel
Développement d'un modèle numérique de qualité de l'air multiéchelle pour le milieu urbain
No full textAir pollution represents a major environmental and health risk, particularly in urban areas, where many people live close to sources of pollution such as road traffic. The spatial distribution of traffic and specific street morphology strongly influence local concentration levels, with patterns where pollutants such as particulate matter and nitrogen dioxide (NO2) can accumulate due to limited dispersion. The atmospheric residence time of these pollutants also makes the contribution of more distant sources significant. As local concentrations are influenced by both background pollution and local sources, multi-scale modeling is necessary to better understand the complex exchanges of pollution in an urban environment. The numerical simulations carried out as part of this thesis integrate meteorological modelling with the WRF model, the estimation of regional concentrations using the 3D Eulerian chemistry-transport model CHIMERE, the assessment of local concentrations using the MUNICH street network model, and finally, the representation of secondary aerosol formation with the SSH-aerosol chemical module coupled to the MELCHIOR2 gas scheme. Accurate land-use data have proved crucial in meteorological simulations carried out in urban environments. Distinguishing between different types of urban area and a refined representation of urban density in the regional area studied enables appropriate modulation of anthropogenic heat fluxes. An increase in anthropogenic heat flux by a factor of 3 leads, on average, to a 19% reduction in nitrogen oxide (NOx) concentrations in streets. Two methods capable of estimating concentrations on a local scale were compared: MUNICH and the subgrid method integrated into CHIMERE. This method consists of a statistical approach capable of disaggregating emissions from various sectors, notably road traffic. To this end, simulations were carried out over the period February to March 2014. The pollutants studied included NOx, NO2 and fine particulates. The concentrations generated by the statistical method are not sufficiently accurate in areas with a high degree of urban heterogeneity. There is a concentration bias of up to 58% between the two approaches in these areas. MUNICH better integrates emission and morphological heterogeneities in these particular contexts. Street morphology, which is known to MUNICH unlike the subgrid method, turns out to be a less influential factor than emissions. CHIMERE has been dynamically coupled with MUNICH, in order to gain a deeper understanding of the exchange of pollution flows between local and regional levels, and to refine their representation. Compared with the sequential chaining used previously, this allows the influence of the local model on background concentrations. This coupling also avoids the double presence of emissions, which are used both in the regional model and in the local model, in the sequential case. Over a one-month simulation period (February 2014), estimates from the multi-scale coupled system compared with those from sequential chaining show very similar performance at the regional scale, with a very slight decrease in NOx, NO2 and PM2.5 concentrations. At the local scale, the dynamic coupling slightly improves the performance of NO2 concentrations, based on available measurements. While average NOx concentrations are equivalent at city level with both methods, there is an increase of around 5% in PM2.5 and NO concentrations, and a decrease of around 8.5% in NO2 in the case of the dynamic coupling compared with the sequential system.La pollution atmosphérique représente un risque environnemental et sanitaire majeur, notamment en milieu urbain, où de nombreuses personnes vivent à proximité de sources de pollution telles que le trafic routier. La distribution spatiale du trafic et la morphologie spécifique des rues influencent fortement les niveaux de concentration locaux, avec des configurations où les polluants tels que les particules et le dioxyde d'azote (NO2) peuvent s'accumuler en raison d'une dispersion limitée. Le temps de résidence atmosphérique de ces polluants rend également significative la contribution des sources plus éloignées. La concentration locale étant influencé à la fois par la pollution de fond et les sources locales, une modélisation à ces différentes échelles est nécessaire afin de comprendre au mieux les échanges complexes de pollution en milieu urbain. Les simulations numériques réalisées dans le cadre de cette thèse intègrent une modélisation météorologique avec le modèle WRF, l'estimation des concentrations régionales à l'aide du modèle de chimie-transport eulérien 3D CHIMERE, l'évaluation des concentrations locales par le biais du modèle de réseau de rue MUNICH, et enfin, la représentation de la formation des composés secondaires avec le module chimique SSH-aerosol couplé au schéma gazeux MELCHIOR2. La mise en place de données précises d'occupation des sols s'est avérée cruciale dans les simulations météorologiques effectuées en milieu urbain. La distinction de plusieurs types de tissus urbains et une représentation affinée de la densité urbaine dans le domaine régional étudié permet une modulation appropriée des flux de chaleur anthropique. Une augmentation du flux de chaleur anthropique par un facteur 3 entraîne en moyenne une diminution de 19% des concentrations d'oxydes d'azote (NOx) dans les rues. Deux méthodes capables d'estimer les concentrations à l'échelle locale ont été comparées : MUNICH et la méthode sous-maille intégrée à CHIMERE. Cette méthode consiste en une approche statistique capable de désagréger les émissions provenant de divers secteurs, notamment le trafic routier. Pour ce faire, des simulations ont été menées sur la période de février à mars 2014. Les polluants étudiés incluent les NOx, le NO2 et les particules fines. Les concentrations générées par la méthode statistique ne sont pas suffisamment précises sur les zones présentant une forte hétérogénéité urbaine. On note un biais de concentrations entre les deux approches pouvant atteindre 58% dans ces zones. MUNICH intègre mieux les hétérogénéités d'émissions et de morphologie dans ces contextes particuliers. La morphologie de la rue, information que connaît MUNICH contrairement à la méthode sous-maille, se révèle être un facteur moins influent que les émissions. Afin d'approfondir la compréhension des échanges de flux de pollution entre les niveaux local et régional et d'affiner leur représentation, CHIMERE a été couplé de manière dynamique avec MUNICH. Par rapport au chaînage séquentiel mise en oeuvre précédemment, cela permet d'intégrer une influence du modèle local sur les concentrations de fond. Ce couplage prévient également la double présence des émissions qui sont utilisées à la fois dans le modèle régional, et dans le modèle local, dans le cas séquentiel. Sur une période de simulation d'un mois (février 2014), les estimations du système couplé multi-échelle par rapport à celles du chaînage séquentiel montrent des performances très similaires à l'échelle régionale avec une très légère diminution des concentrations des NOx, NO2 et PM2,5. À l'échelle locale, le couplage améliore légèrement les performances des estimations de NO2, d'après les mesures disponibles. Tandis que les concentrations moyennes des NOx sont équivalentes à l'échelle de la ville avec les deux méthodes, on note une augmentation d'environ 5% des concentrations de PM2,5 et de NO, et une diminution d'environ 8,5% de NO2 dans le cas du couplage par rapport au système séquentiel
Développement d'un modèle numérique de qualité de l'air multiéchelle pour le milieu urbain
No full textAir pollution represents a major environmental and health risk, particularly in urban areas, where many people live close to sources of pollution such as road traffic. The spatial distribution of traffic and specific street morphology strongly influence local concentration levels, with patterns where pollutants such as particulate matter and nitrogen dioxide (NO2) can accumulate due to limited dispersion. The atmospheric residence time of these pollutants also makes the contribution of more distant sources significant. As local concentrations are influenced by both background pollution and local sources, multi-scale modeling is necessary to better understand the complex exchanges of pollution in an urban environment. The numerical simulations carried out as part of this thesis integrate meteorological modelling with the WRF model, the estimation of regional concentrations using the 3D Eulerian chemistry-transport model CHIMERE, the assessment of local concentrations using the MUNICH street network model, and finally, the representation of secondary aerosol formation with the SSH-aerosol chemical module coupled to the MELCHIOR2 gas scheme. Accurate land-use data have proved crucial in meteorological simulations carried out in urban environments. Distinguishing between different types of urban area and a refined representation of urban density in the regional area studied enables appropriate modulation of anthropogenic heat fluxes. An increase in anthropogenic heat flux by a factor of 3 leads, on average, to a 19% reduction in nitrogen oxide (NOx) concentrations in streets. Two methods capable of estimating concentrations on a local scale were compared: MUNICH and the subgrid method integrated into CHIMERE. This method consists of a statistical approach capable of disaggregating emissions from various sectors, notably road traffic. To this end, simulations were carried out over the period February to March 2014. The pollutants studied included NOx, NO2 and fine particulates. The concentrations generated by the statistical method are not sufficiently accurate in areas with a high degree of urban heterogeneity. There is a concentration bias of up to 58% between the two approaches in these areas. MUNICH better integrates emission and morphological heterogeneities in these particular contexts. Street morphology, which is known to MUNICH unlike the subgrid method, turns out to be a less influential factor than emissions. CHIMERE has been dynamically coupled with MUNICH, in order to gain a deeper understanding of the exchange of pollution flows between local and regional levels, and to refine their representation. Compared with the sequential chaining used previously, this allows the influence of the local model on background concentrations. This coupling also avoids the double presence of emissions, which are used both in the regional model and in the local model, in the sequential case. Over a one-month simulation period (February 2014), estimates from the multi-scale coupled system compared with those from sequential chaining show very similar performance at the regional scale, with a very slight decrease in NOx, NO2 and PM2.5 concentrations. At the local scale, the dynamic coupling slightly improves the performance of NO2 concentrations, based on available measurements. While average NOx concentrations are equivalent at city level with both methods, there is an increase of around 5% in PM2.5 and NO concentrations, and a decrease of around 8.5% in NO2 in the case of the dynamic coupling compared with the sequential system.La pollution atmosphérique représente un risque environnemental et sanitaire majeur, notamment en milieu urbain, où de nombreuses personnes vivent à proximité de sources de pollution telles que le trafic routier. La distribution spatiale du trafic et la morphologie spécifique des rues influencent fortement les niveaux de concentration locaux, avec des configurations où les polluants tels que les particules et le dioxyde d'azote (NO2) peuvent s'accumuler en raison d'une dispersion limitée. Le temps de résidence atmosphérique de ces polluants rend également significative la contribution des sources plus éloignées. La concentration locale étant influencé à la fois par la pollution de fond et les sources locales, une modélisation à ces différentes échelles est nécessaire afin de comprendre au mieux les échanges complexes de pollution en milieu urbain. Les simulations numériques réalisées dans le cadre de cette thèse intègrent une modélisation météorologique avec le modèle WRF, l'estimation des concentrations régionales à l'aide du modèle de chimie-transport eulérien 3D CHIMERE, l'évaluation des concentrations locales par le biais du modèle de réseau de rue MUNICH, et enfin, la représentation de la formation des composés secondaires avec le module chimique SSH-aerosol couplé au schéma gazeux MELCHIOR2. La mise en place de données précises d'occupation des sols s'est avérée cruciale dans les simulations météorologiques effectuées en milieu urbain. La distinction de plusieurs types de tissus urbains et une représentation affinée de la densité urbaine dans le domaine régional étudié permet une modulation appropriée des flux de chaleur anthropique. Une augmentation du flux de chaleur anthropique par un facteur 3 entraîne en moyenne une diminution de 19% des concentrations d'oxydes d'azote (NOx) dans les rues. Deux méthodes capables d'estimer les concentrations à l'échelle locale ont été comparées : MUNICH et la méthode sous-maille intégrée à CHIMERE. Cette méthode consiste en une approche statistique capable de désagréger les émissions provenant de divers secteurs, notamment le trafic routier. Pour ce faire, des simulations ont été menées sur la période de février à mars 2014. Les polluants étudiés incluent les NOx, le NO2 et les particules fines. Les concentrations générées par la méthode statistique ne sont pas suffisamment précises sur les zones présentant une forte hétérogénéité urbaine. On note un biais de concentrations entre les deux approches pouvant atteindre 58% dans ces zones. MUNICH intègre mieux les hétérogénéités d'émissions et de morphologie dans ces contextes particuliers. La morphologie de la rue, information que connaît MUNICH contrairement à la méthode sous-maille, se révèle être un facteur moins influent que les émissions. Afin d'approfondir la compréhension des échanges de flux de pollution entre les niveaux local et régional et d'affiner leur représentation, CHIMERE a été couplé de manière dynamique avec MUNICH. Par rapport au chaînage séquentiel mise en oeuvre précédemment, cela permet d'intégrer une influence du modèle local sur les concentrations de fond. Ce couplage prévient également la double présence des émissions qui sont utilisées à la fois dans le modèle régional, et dans le modèle local, dans le cas séquentiel. Sur une période de simulation d'un mois (février 2014), les estimations du système couplé multi-échelle par rapport à celles du chaînage séquentiel montrent des performances très similaires à l'échelle régionale avec une très légère diminution des concentrations des NOx, NO2 et PM2,5. À l'échelle locale, le couplage améliore légèrement les performances des estimations de NO2, d'après les mesures disponibles. Tandis que les concentrations moyennes des NOx sont équivalentes à l'échelle de la ville avec les deux méthodes, on note une augmentation d'environ 5% des concentrations de PM2,5 et de NO, et une diminution d'environ 8,5% de NO2 dans le cas du couplage par rapport au système séquentiel
Développement d'un modèle numérique de qualité de l'air multiéchelle pour le milieu urbain
No full textAir pollution represents a major environmental and health risk, particularly in urban areas, where many people live close to sources of pollution such as road traffic. The spatial distribution of traffic and specific street morphology strongly influence local concentration levels, with patterns where pollutants such as particulate matter and nitrogen dioxide (NO2) can accumulate due to limited dispersion. The atmospheric residence time of these pollutants also makes the contribution of more distant sources significant. As local concentrations are influenced by both background pollution and local sources, multi-scale modeling is necessary to better understand the complex exchanges of pollution in an urban environment. The numerical simulations carried out as part of this thesis integrate meteorological modelling with the WRF model, the estimation of regional concentrations using the 3D Eulerian chemistry-transport model CHIMERE, the assessment of local concentrations using the MUNICH street network model, and finally, the representation of secondary aerosol formation with the SSH-aerosol chemical module coupled to the MELCHIOR2 gas scheme. Accurate land-use data have proved crucial in meteorological simulations carried out in urban environments. Distinguishing between different types of urban area and a refined representation of urban density in the regional area studied enables appropriate modulation of anthropogenic heat fluxes. An increase in anthropogenic heat flux by a factor of 3 leads, on average, to a 19% reduction in nitrogen oxide (NOx) concentrations in streets. Two methods capable of estimating concentrations on a local scale were compared: MUNICH and the subgrid method integrated into CHIMERE. This method consists of a statistical approach capable of disaggregating emissions from various sectors, notably road traffic. To this end, simulations were carried out over the period February to March 2014. The pollutants studied included NOx, NO2 and fine particulates. The concentrations generated by the statistical method are not sufficiently accurate in areas with a high degree of urban heterogeneity. There is a concentration bias of up to 58% between the two approaches in these areas. MUNICH better integrates emission and morphological heterogeneities in these particular contexts. Street morphology, which is known to MUNICH unlike the subgrid method, turns out to be a less influential factor than emissions. CHIMERE has been dynamically coupled with MUNICH, in order to gain a deeper understanding of the exchange of pollution flows between local and regional levels, and to refine their representation. Compared with the sequential chaining used previously, this allows the influence of the local model on background concentrations. This coupling also avoids the double presence of emissions, which are used both in the regional model and in the local model, in the sequential case. Over a one-month simulation period (February 2014), estimates from the multi-scale coupled system compared with those from sequential chaining show very similar performance at the regional scale, with a very slight decrease in NOx, NO2 and PM2.5 concentrations. At the local scale, the dynamic coupling slightly improves the performance of NO2 concentrations, based on available measurements. While average NOx concentrations are equivalent at city level with both methods, there is an increase of around 5% in PM2.5 and NO concentrations, and a decrease of around 8.5% in NO2 in the case of the dynamic coupling compared with the sequential system.La pollution atmosphérique représente un risque environnemental et sanitaire majeur, notamment en milieu urbain, où de nombreuses personnes vivent à proximité de sources de pollution telles que le trafic routier. La distribution spatiale du trafic et la morphologie spécifique des rues influencent fortement les niveaux de concentration locaux, avec des configurations où les polluants tels que les particules et le dioxyde d'azote (NO2) peuvent s'accumuler en raison d'une dispersion limitée. Le temps de résidence atmosphérique de ces polluants rend également significative la contribution des sources plus éloignées. La concentration locale étant influencé à la fois par la pollution de fond et les sources locales, une modélisation à ces différentes échelles est nécessaire afin de comprendre au mieux les échanges complexes de pollution en milieu urbain. Les simulations numériques réalisées dans le cadre de cette thèse intègrent une modélisation météorologique avec le modèle WRF, l'estimation des concentrations régionales à l'aide du modèle de chimie-transport eulérien 3D CHIMERE, l'évaluation des concentrations locales par le biais du modèle de réseau de rue MUNICH, et enfin, la représentation de la formation des composés secondaires avec le module chimique SSH-aerosol couplé au schéma gazeux MELCHIOR2. La mise en place de données précises d'occupation des sols s'est avérée cruciale dans les simulations météorologiques effectuées en milieu urbain. La distinction de plusieurs types de tissus urbains et une représentation affinée de la densité urbaine dans le domaine régional étudié permet une modulation appropriée des flux de chaleur anthropique. Une augmentation du flux de chaleur anthropique par un facteur 3 entraîne en moyenne une diminution de 19% des concentrations d'oxydes d'azote (NOx) dans les rues. Deux méthodes capables d'estimer les concentrations à l'échelle locale ont été comparées : MUNICH et la méthode sous-maille intégrée à CHIMERE. Cette méthode consiste en une approche statistique capable de désagréger les émissions provenant de divers secteurs, notamment le trafic routier. Pour ce faire, des simulations ont été menées sur la période de février à mars 2014. Les polluants étudiés incluent les NOx, le NO2 et les particules fines. Les concentrations générées par la méthode statistique ne sont pas suffisamment précises sur les zones présentant une forte hétérogénéité urbaine. On note un biais de concentrations entre les deux approches pouvant atteindre 58% dans ces zones. MUNICH intègre mieux les hétérogénéités d'émissions et de morphologie dans ces contextes particuliers. La morphologie de la rue, information que connaît MUNICH contrairement à la méthode sous-maille, se révèle être un facteur moins influent que les émissions. Afin d'approfondir la compréhension des échanges de flux de pollution entre les niveaux local et régional et d'affiner leur représentation, CHIMERE a été couplé de manière dynamique avec MUNICH. Par rapport au chaînage séquentiel mise en oeuvre précédemment, cela permet d'intégrer une influence du modèle local sur les concentrations de fond. Ce couplage prévient également la double présence des émissions qui sont utilisées à la fois dans le modèle régional, et dans le modèle local, dans le cas séquentiel. Sur une période de simulation d'un mois (février 2014), les estimations du système couplé multi-échelle par rapport à celles du chaînage séquentiel montrent des performances très similaires à l'échelle régionale avec une très légère diminution des concentrations des NOx, NO2 et PM2,5. À l'échelle locale, le couplage améliore légèrement les performances des estimations de NO2, d'après les mesures disponibles. Tandis que les concentrations moyennes des NOx sont équivalentes à l'échelle de la ville avec les deux méthodes, on note une augmentation d'environ 5% des concentrations de PM2,5 et de NO, et une diminution d'environ 8,5% de NO2 dans le cas du couplage par rapport au système séquentiel
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