Concentrations of ozone and nitrogen oxides, together with air temperature and solar radiation intensity, were measured at several heights on a tower standing through the canopy of a red pine forest in summer and in autumn. In the summer observation, the diurnal variation patterns of ozone concentration both above and below the canopy were all similar and parallel to the solar radiation intensity. Using the data collected immediately above the canopy, deviation from the Leighton relationship and variations of concentration sums [O₃] + [NO] and [NO₂] + [NO] were examined, and as a result, it was supposedthat ozone was photochemically formed there in the daytime, probably because hydrocarbons emitted from pine trees broke the photostationary state among ozone and nitrogen oxides. The vertical temperature profile exhibited an inversion at the leaf-layer, which must have hindered vertical mixing of the air and made the trunk space more or less isolated from the upper atmosphere. These observations led to an idea that the similarity of the ozone variation pattern at every height was caused by the photochemical formation that proceeded simultaneously above and below the canopy rather than by vertical transport. Such situations of ozone formation were supported by observation of two maximums in the ozone vertical profile, one immediately above the canopy and another in the trunk space. Another feature of the ozone profile was a deep minimum in the leaf layer, which indicated ozone deposition onto leaf surfaces. This study thus revealed concurrence of ozone formation and deposition, and left two potentially important implications worthy of further investigation: (1) a forest is not always a sink but can be a source of ozone in sunlit conditions, and (2) deposition of ozone to trees can take place not only from outside but also from inside of a forest. In the autumn observation, however, the ozone formation was barely recognizable above the canopy and no longer found in the trunk space; in addition, the ozone concentration minimum in the leaf layer disappeared, suggesting that the deposition or removal was dependent on temperature.

Le projet BIOPOLLATM vise à mieux comprendre les interactions biosphère-atmosphère dans le domaine de la pollution atmosphérique. On cherche (1) à comprendre les modalités d’impacts de plusieurs polluants sur le fonctionnement des plantes et (2) le rôle de la biosphère comme source et puits dans la pollution atmosphérique locale et régionale. Des caractéristiques fortes de BIOPOLLATM sont (1) une intégration entre des approches biologiques et physiques, à l’interface des sciences de la vie, de la terre et de l’atmosphère, (2) l’objet d’étude privilégié qui sont les écosystèmes cultivés en zones périurbaines et (3) l’intégration d’échelle, allant de la plante à la région selon les thématiques scientifiques et appliquées concernées. Ce rapport fait un point sur l’avancement du projet après 2 ans de travail (le projet se poursuit dans le cadre de PRIMEQUAL notamment, avec un financement du MEDD/DPPR). Il se compose de trois parties : - un rappel sur les objectifs et l’organisation du projet - un rapport plus détaillé sur les travaux conduits, organisé en trois grands domaines : o impact de l’ozone sur le fonctionnement des couverts végétaux à différentes échelles et selon différentes approches, allant de la modification des enzymes impliquées dans la photosynthèse jusqu’à la modélisation de l’impact sur le rendement des cultures ; o échanges de polluants entre un couvert végétal et l’atmosphère, organisé autour du développement et la validation d’un modèle à résistance à deux couches, destiné d’une part à être utilisé par les écophysiologistes/agronomes pour estimer les quantités de polluant absorbées par la végétation et, d’autre part, à être utilisé comme interface surface-atmosphère dans des modèles de chimie atmosphérique ; o une présentation des bases de données créées et des dispositifs expérimentaux créés dans le cadre de ce projet pour l’étude des échanges de polluants entre les surfaces naturelles et l’atmosphère. Ces acquis perdureront au delà du projet et pourront être utilisés par nos équipes et d’autres pour la poursuite de ce type de travaux. - Une synthèse des résultats acquis et une présentation des perspectives de ce travail à échéance de deux ans.