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JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, VOL. 112, D13105, doi:10.1029/2006JD007494, 2007

Regional transport and dilution during high-pollution episodes in southern France: Summary of findings from the Field Experiment to Constraint Models of Atmospheric Pollution and Emissions Transport (ESCOMPTE)

P. Drobinski

Institut Pierre-Simon Laplace, Service d'Aéronomie, Université Pierre et Marie Curie, Paris, France


F. Saïd

Laboratoire d'Aérologie, Université Paul Sabatier, Toulouse, France


G. Ancellet

Institut Pierre-Simon Laplace, Service d'Aéronomie, Université Pierre et Marie Curie, Paris, France


J. Arteta

Laboratoire de Météorologie Physique, Université Blaise Pascal, Aubière, France


P. Augustin

Laboratoire de Physico-Chimie de l'Atmosphère, Université du Littoral-Côte d'Opale, Dunkerque, France


S. Bastin

Institut Pierre-Simon Laplace, Service d'Aéronomie, Université Pierre et Marie Curie, Paris, France


A. Brut

Laboratoire d'Aérologie, Université Paul Sabatier, Toulouse, France


J. L. Caccia

Laboratoire de Sondages Electromagnétiques de l'Environnement Terrestre, Université du Sud Toulon-Var, Toulon, France


B. Campistron

Laboratoire d'Aérologie, Université Paul Sabatier, Toulouse, France


S. Cautenet

Laboratoire de Météorologie Physique, Université Blaise Pascal, Aubière, France


A. Colette

Institut Pierre-Simon Laplace, Service d'Aéronomie, Université Pierre et Marie Curie, Paris, France


I. Coll

Faculté des Sciences et Technologie, Laboratoire Inter-Universitaire des Systèmes Atmosphériques, Créteil, France


U. Corsmeier

Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Forschungszentrum Karlsruhe, Universität Karlsruhe, Karlsruhe, Germany


B. Cros

Laboratoire d'Aérologie, Université Paul Sabatier, Toulouse, France


A. Dabas

Centre National de Recherches Météorologiques, Météo-France, Toulouse, France


H. Delbarre

Laboratoire de Physico-Chimie de l'Atmosphère, Université du Littoral-Côte d'Opale, Dunkerque, France


A. Dufour

Centre National de Recherches Météorologiques, Météo-France, Toulouse, France


P. Durand

Laboratoire d'Aérologie, Université Paul Sabatier, Toulouse, France


V. Guénard

Laboratoire de Sondages Electromagnétiques de l'Environnement Terrestre, Université du Sud Toulon-Var, Toulon, France


M. Hasel

Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Forschungszentrum Karlsruhe, Universität Karlsruhe, Karlsruhe, Germany


N. Kalthoff

Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Forschungszentrum Karlsruhe, Universität Karlsruhe, Karlsruhe, Germany


C. Kottmeier

Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Forschungszentrum Karlsruhe, Universität Karlsruhe, Karlsruhe, Germany


F. Lasry

Faculté des Sciences et Technologie, Laboratoire Inter-Universitaire des Systèmes Atmosphériques, Créteil, France


A. Lemonsu

Centre National de Recherches Météorologiques, Météo-France, Toulouse, France


F. Lohou

Laboratoire d'Aérologie, Université Paul Sabatier, Toulouse, France


V. Masson

Centre National de Recherches Météorologiques, Météo-France, Toulouse, France


L. Menut

Laboratoire de Météorologie Dynamique, Institut Pierre-Simon Laplace, École Polytechnique, Palaiseau, France


C. Moppert

Laboratoire d'Aérologie, Université Paul Sabatier, Toulouse, France


V. H. Peuch

Centre National de Recherches Météorologiques, Météo-France, Toulouse, France


V. Puygrenier

Laboratoire d'Aérologie, Université Paul Sabatier, Toulouse, France


O. Reitebuch

Institut für Physik der Atmosphäre, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Oberpfaffenhofen, Germany


R. Vautard

Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, Institut Pierre Simon Laplace, Commisariat à l'Énergie Atomique, Gif-sur-Yvette, France


Abstract

In the French Mediterranean basin the large city of Marseille and its industrialized suburbs (oil plants in the Fos-Berre area) are major pollutant sources that cause frequent and hazardous pollution episodes, especially in summer when intense solar heating enhances the photochemical activity and when the sea breeze circulation redistributes pollutants farther north in the countryside. This paper summarizes the findings of 5 years of research on the sea breeze in southern France and related mesoscale transport and dilution of pollutants within the Field Experiment to Constraint Models of Atmospheric Pollution and Emissions Transport (ESCOMPTE) program held in June and July 2001. This paper provides an overview of the experimental and numerical challenges identified before the ESCOMPTE field experiment and summarizes the key findings made in observation, simulation, and theory. We specifically address the role of large-scale atmospheric circulation to local ozone vertical distribution and the mesoscale processes driving horizontal advection of pollutants and vertical transport and mixing via entrainment at the top of the sea breeze or at the front and venting along the sloped terrain. The crucial importance of the interactions between processes of various spatial and temporal scales is thus highlighted. The advances in numerical modeling and forecasting of sea breeze events and ozone pollution episodes in southern France are also underlined. Finally, we conclude and point out some open research questions needing further investigation.

Received 9 May 2006; accepted 15 December 2006; published 4 July 2007.

Keywords: coastal atmospheric circulation; pollution; French Mediterranean basin.

Index Terms: 3329 Atmospheric Processes: Mesoscale meteorology; 3307 Atmospheric Processes: Boundary layer processes; 0345 Atmospheric Composition and Structure: Pollution: urban and regional (0305, 0478, 4251).


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Citation: Drobinski, P., et al. (2007), Regional transport and dilution during high-pollution episodes in southern France: Summary of findings from the Field Experiment to Constraint Models of Atmospheric Pollution and Emissions Transport (ESCOMPTE), J. Geophys. Res., 112, D13105, doi:10.1029/2006JD007494.