Variation de la teneur atmosphérique du CO2 mesurée par satellite

Mardi 5 Décembre 2017

En l’absence des émissions de CO2 provenant de la combustion des carburants fossiles : pétrole, charbon ; la variation de la concentration du CO2 atmosphérique varierait peu. Il y aurait seulement des variations de flux saisonniers : en automne et hiver ou la photosynthèse diminuant le CO2 issu de la respiration s’accumulerait dans l’atmosphère, au printemps et en été la photosynthèse très active reprendrait celui-ci.

Les émissions de CO2 dues à la combustion des carburants fossiles modifient cet équilibre, une partie, 50% environ, est absorbée par les océans (accroissant ainsi leur acidité) et la terre (photosynthèse). Les autres 50% s’accumulent dans l’atmosphère contribuant à l’effet de serre et donc au réchauffement climatique. Ces émissions « anthropogéniques » augmentent chaque année la concentration du CO2 dans l’atmosphère terrestre de 2 à 3 parts par million (ppm).

De faibles variations autour des 400 ppm, concentration globale actuelle du CO2, traduisent l’activité des mécanismes produisant ces variations ; il a donc été décidé d’étudier et de localiser ces variations à l’aide d’observations satellitaires. Le satellite américain OCO-2* (Orbiting Carbon Observatory ; OCO-1 a été perdu au lancement) lancé en 2014 avait pour mission de collecter des mesures précises de variation globales du CO2 atmosphérique sur une large couverture afin de mieux connaître les sources et les puits produisant ou absorbant du CO2.

Le gaz CO2 absorbe particulièrement les rayonnements de la lumière solaire dont les longueurs d’ondes se situent au voisinage de 1,61 et 2,06 nanomètres. Le satellite est équipé d’un spectromètre qui mesure l’intensité du rayonnement solaire réfléchi par la terre aux longueurs d’ondes 1,61 et 2,06. Celles-ci ayant été plus ou moins absorbées par le CO2 présent dans l’atmosphère terrestre, les mesures du spectromètre sont donc proportionnelles aux quantités de CO2 présentes dans l’atmosphère.

Quels sont les principaux résultats relevés sur deux années d’observation, 2015 et 2016, concernant les variations des teneurs en CO2 de l’atmosphère terrestre :
-         De mars à avril, il y a un accroissement de la teneur du CO2. Pendant tout l’hiver l’absorption du CO2 par la photosynthèse est minimale,  les émissions dues aux combustions de carburants fossiles se poursuivent sur la Chine, l’Europe et les Etats Unis de sorte que le maximum saisonnier dans l’hémisphère nord est atteint en Avril juste avant que les températures ne s’accroissent assez pour réveiller la végétation. La hausse peut atteindre globalement 3,5 ppm, elle est due surtout à la combustion des carburants fossiles.

-         De juin à Juillet, c’est le contraire, bien que les émissions de CO2 par les combustions de carburants fossiles continuent, l’absorption de ce gaz par la biosphère terrestre (photosynthèse notamment) augmente, sa présence dans l’atmosphère de l’hémisphère nord diminue. Cette baisse printanière commence en Europe et se propage vers l’Est à travers l’Asie et l’Amérique du Nord ; dans certaines régions la baisse de la teneur en CO2 peut atteindre 7 ppm en un mois.

-  Des émissions de CO2 liées aux incendies qui se déclenchent saisonnièrement en Afrique, notamment dans les périodes du réchauffement cyclique équatorial dit El Niño, sont fortement marquées dans les signaux reçus par le satellite.

Les observations de ce satellite combinées à d’autres observations notamment à des mesures terrestres permettent de voir précisément quelles sont les sources d’émission de CO2, quelle est leur variation saisonnière, enfin quelle est leur importance. Convaincre, ceux qui doutent encore, que le réchauffement climatique est lié à nos émissions de CO2, évaluer l’évolution de celui-ci au cours du temps, sont des objectifs déterminants pour notre avenir sur la planète.


*A. Eldering et al. Science 15 octobre 2017, N°6330 pp.189-197



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