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CarboEurope, une campagne de mesure régionale pour mieux connaître le cycle du carbone

12/10/2005

Le cycle du carbone - Ciopyright Météo-FranceLa phase expérimentale du projet CarboEurope s'achève cet automne. Les chercheurs s'apprêtent à exploiter les nombreuses données d'observation recueillies au printemps 2005.


Entretien avec Joël Noilhan, responsable de l'unité spécialisée dans l'étude et la modélisation de l'atmosphère à moyenne échelle au Centre de recherches de Météo-France

 

Qu'est-ce que la campagne CarboEurope ?

Joël Noilhan : CarboEurope est une des premières expériences mondiales sur la variation du dioxyde de carbone, appelé aussi gaz carbonique (CO2), à l'échelle régionale. Elle s'est déroulée dans le Sud-Ouest de la France pendant six semaines en mai et juin 2005. Ce projet européen implique les chercheurs de Météo-France et de nombreux scientifiques de plus de 50 laboratoires européens.
 

Pourquoi mener une campagne sur le gaz carbonique ?

Joël Noilhan : En ratifiant le protocole de Kyoto, l'Europe s'est engagée à réduire ses émissions de gaz à effet de serre. Le projet CarboEurope vise à produire des éléments scientifiques et des méthodes pour définir une nouvelle politique énergétique moins polluante en dioxyde de carbone, un des principaux gaz à effet de serre.
Pour répondre à ce besoin, elle finance depuis plusieurs années un réseau de mesures de flux et de concentration atmosphérique de CO2. Il est constitué d'une centaine de postes de mesures et de plusieurs tours instrumentées. L'Europe soutient aussi le développement de modèles numériques permettant de simuler la concentration atmosphérique du CO2. En 2004, l'Union européenne a lancé une campagne de mesures à l'échelle régionale pour étudier la variation spatiale des concentrations de CO2.

Les scientifiques veulent en effet étudier la relation entre ces concentrations et les sources et puits de CO2 que représente l'assimilation (et l'émission par la respiration) de CO2 par différents types de couverts végétaux (maïs, forêt, blé, colza, vigne…) et par les sols.
 

Pourquoi choisir les Landes comme zone de mesure ?

Joël Noilhan: La forêt des Landes a été choisie pour trois raisons : une faible densité de population, la proximité de l'océan et des cultures homogènes (grandes surfaces de maïs et forêts).
Ces caractéristiques simplifient le travail des scientifiques pour échantillonner le CO2 sur plusieurs couverts végétaux (maïs, forêt, vigne, …) et pour étudier son transport à l'échelle régionale. Enfin, ce contexte facilite la mise au point d'une représentation du CO2 dans un modèle simulant les échanges entre l'atmosphère et les différentes surfaces.


Météo-FranceSite de mesure de flux du CESBIO (Centre d'Etudes Spatiales de la BIOsphère) situé à Auradé dans un champ de colza.




Météo-FranceSite de mesure de flux de l'INRA situé à Couhins dans une parcelle de vigne.
 

 

 

 

Quels ont été les moyens mis en œuvre dans CarboEurope ?

Joël Noilhan : Un important dispositif expérimental a été déployé. Il était constitué d'un site de mesures central à St Symphorien (Landes) et d'un site secondaire à Marmande (Lot et Garonne). Deux tours instrumentées ont été installées, l'une de 50 m à Biscarosse et l'autre de 25 m à Marmande ainsi qu'une dizaine de stations de mesures de flux d'énergie et de CO2 sur différents types de végétation.
 

Et pour les mesures en altitude ?

Joël Noilhan: Quatre avions instrumentés étaient équipés de mesures de flux et de concentration de CO2, et un ensemble d'instruments (profileur de vent, radiosondages de basses couches, sondeur acoustique) effectuait des mesures dans la basse atmosphère.
Les avions ont réalisé des mesures dans les 2000 premiers mètres d'atmosphère. Cette couche atmosphérique est la plus importante du point de vue des échanges entre la végétation et la basse atmosphère. Deux sites (forêt et culture) étaient spécialisés dans la mesure des caractéristiques de l'atmosphère suivant la verticale (radar, radiosondage…).



Météo-FranceL'avion de recherche le Sky Arrow survole le site de mesure de flux et de concentrations en CO2 de Marmande.
 

 

 

 

Est-ce que les mesures étaient réalisées en continu ?

Joël Noilhan : Les mesures étaient déclenchées sur alerte en fonction des conditions météorologiques prévues. Nous avions en effet besoin de situations météo favorables, par exemple une faible nébulosité. Nous avons effectué en tout 6 Périodes d'Observations Intensives (POI) couvrant 22 journées.
Quatre périodes par vent calme : elles ont permis de mesurer les quantités de CO2 échangées sur la verticale entre les surfaces végétales et l'atmosphère. Et deux périodes avec un vent d'ouest modéré. Ce type de situation est documenté pour suivre la pollution progressive d'une masse d'air océanique lorsqu'elle entre sur le continent et subit l'influence de la végétation et des apports de CO2 d'origine humaine (étude sur une centaine de kilomètres).
Nous avons effectué environ 130 radiosondages dans les Landes et à Toulouse, 11 lâchers de ballons plafonants du CNES et plus de 250 prélèvements d'air pour déterminer de façon précise la composition atmosphérique à l'aide de nos avions instrumentés.
 

Qu'est-ce que cette campagne apportera d'un point de vue scientifique ?

Joël Noilhan : Grâce aux données recueillies, les scientifiques pourront modéliser et simuler les évolutions diurnes du CO2 à petite échelle. Il sera alors possible de modéliser la contribution des divers écosystèmes aux variations de concentration du CO2 dans l'atmosphère.

Par ailleurs, le CO2 joue un rôle fondamental dans l'équilibre climatique car c'est un gaz à effet de serre. CarboEurope doit permettre à terme de simuler la modification progressive de la composition atmosphérique et les conséquences climatiques qui en découlent.

Enfin, une meilleure connaissance de sa répartition et de son évolution permettra d'améliorer le calcul de l'évapotranspiration, car l'assimilation de carbone par les végétaux contrôle la transpiration. Ceci devrait permettre à plus court terme d'améliorer les prévisions de température et d'humidité près de la surface au quotidien.


Photographies : copyright Météo-France

Actualité par Météo-France