A new one-year global lagrangian climatology of mass transport in the lowermost stratosphere

We present the first year-long climatology of a new real-time global Lagrangian diagnostic system for stratosphere-troposphere exchange. This Environment Canada data set has been producing and archiving daily data since July 20th, 2010. A set of trajectories are calculated every day starting at 00:00UTC using the operational global forecast. They are seeded every 5 hPa between 600 and 10 hPa over the entire globe with even horizontal spacing of 55 km. We examine the mass fluxes across i) the dynamical tropopause,which is taken to be the 2 PVU iso-surface, and ii) the 380K temperature surface. Pole-ward of approximately 20o these two surfaces form a wedge called the Lowermost Stratosphere (LMS). The dynamics responsible for the transport across these two surfaces are very different. Mass flux across 380K, the upper surface, is driven by diabatic effects associated with the Brewer-Dobson circulation. Transport across the dynamical tropopause is dominated by quasi-isentropic mixing associated with baroclinic wave activity. The details of the transport across these two surfaces is known to determine the rate of injection of stratospheric ozone into the troposphere. This transport process is still today one of the major causes of uncertainty concerning the tropospheric ozone budget. Here we present the first one-year climatology of high-resolution global mass transport in the LMS, including geographical distributions and the Northern Hemispheric mass budgets, and will compare our results with previous studies.Nous présentons la première année de la climatologie en temps réel d'un nouveau système diagnostique lagrangien étudiant les échanges entre la stratosphère et la troposphère. Ce système d'acquisition, en fonction tous les jours à Environnement Canada, de données produit et archive quotidiennement les données depuis le 20 juillet 2010. Un ensemble de trajectoires est calculé chaque jour commençant à 00:00 UTC utilisant les prévisions météorologiques déterminées par Environnement Canada. Ils sont dispersées chaque 5 hPa entre 600 et 10 hPa également autour du globe avec un espacement horizontal de 55 km. Nous examinons le flux de masse i) entre la stratosphère et la troposphère, i.e. au travers de la tropopause dynamique (2PVU iso-surface), et ii) à travers la surface à température de 380K. Dans les extra-tropiques, les deux surfaces se forment un region qu'on appele la haute troposphère et la basse stratosphère. Les dynamiques responsable pour le transport à travers ces deux surfaces sont très différentes. Le flux de masse à 380K, donc la surface supérieure, est déterminé par les effets diabatiques due à la circulation de Brewer-Dobson; alors que le transport à travers la tropopause dynamique est largement dominé par un mélange quasi-isentropique accompagné d'une activité de vagues baroclines. Les détails du transport entre ces deux surfaces sont connus pour déterminer le taux d'injection d'ozone stratosphérique dans la troposphère. Ce processus de transport est encore aujourd'hui une des causes majeures de l'incertitude concernant le budget de l'ozone troposphérique. Dans cette thèse, nous présenterons la première d'une année en climatologie sur le transport de masse global entre la haute troposphère et la basse stratosphère, incluant les distributions géographiques et les budgets de masse de l'hémisphère nord, et nous comparerons nos résultats avec de précédentes études