“La découverte n’a été rendue possible que par les données satellitaires”

A l’aide de modèles complexes, le changement climatique peut être étudié et ses conséquences prédites. Afin de continuer à améliorer les modèles, les chercheurs observent, entre autres, comment évolue la concentration de dioxyde de carbone, ou CO en abrégé.₂, modifié dans l’atmosphère terrestre. Une équipe de recherche vient de découvrir que, chaque année, le CO₂– La concentration dans l’atmosphère au-dessus de l’Australie augmente à la fin de la saison sèche. Dans une interview accordée au Welt der Physik, André Butz de l’Université de Heidelberg explique quel processus dans le monde animal et végétal en est responsable et comment les résultats peuvent aider à mieux comprendre le système climatique.

Monde de la Physique : Pourquoi avez-vous eu le CO₂concentration étudiée sur l’Australie ?

André Butz : L’Australie a une très grande superficie de zones semi-arides. Ce sont des zones très sèches, mais il pleut à certaines périodes de l’année – parfois plus, parfois moins. Certaines années, ces pluies ne se produisent pas du tout et d’autres années, elles sont très intenses. Le monde végétal s’adapte à ces conditions et devient vert lorsqu’il pleut suffisamment. De plus, l’Australie est relativement isolée entre deux grands océans. Par conséquent, le CO₂-Concentration sur l’Australie peu influencée par les autres continents. Ainsi, en Australie, nous pouvons analyser très bien et relativement sans perturbation comment ces zones semi-arides affectent le CO₂-affecte la concentration dans l’atmosphère.

Ce qui vous intéresse particulièrement dans le CO₂-Concentration?

De manière générale, je m’intéresse aux processus par lesquels le CO₂ est libéré dans l’atmosphère et dont les processus renvoient le CO dans l’atmosphère₂ révoquer. Dans notre analyse, nous nous sommes concentrés sur la biosphère, c’est-à-dire sur le domaine des plantes et des animaux. Par exemple, les microbes vivant dans le sol émettent du CO₂ dans l’atmosphère. Les plantes, en revanche, éliminent le CO de l’atmosphère₂en réalisant la photosynthèse. Comment cela affecte-t-il le CO₂-la concentration dans l’atmosphère au-dessus de l’Australie est désormais mesurée et analysée depuis plusieurs années.

Comment as-tu eu le CO₂-concentration mesurée ?

Il existe différents réseaux de stations de mesure dans le monde qui mesurent le CO à partir du sol₂-Mesurer la concentration dans l’atmosphère. Cependant, la plupart de ces réseaux sont situés dans des régions du monde densément peuplées car ils nécessitent un entretien régulier. À l’intérieur de l’Australie, où vit peu de gens, il existe donc peu de stations de mesure. C’est pourquoi nous avons examiné les données des satellites, principalement en utilisant les données enregistrées par le satellite d’observation des gaz à effet de serre, ou GOSAT en abrégé, depuis 2009. L’Orbiting Carbon Observatory-2, OCO-2 en abrégé, a fourni des données supplémentaires.

Un satellite mesure la lumière solaire réfléchie

Comment ce satellite mesure-t-il le CO₂-Concentration dans l’atmosphère ?

Le satellite mesure la lumière solaire réfléchie par le sol et qui arrive ensuite au satellite par le bas. Il y a un spectromètre à bord du satellite. Il décompose la lumière solaire réfléchie en différentes longueurs d’onde, à la manière d’un prisme qui décompose la lumière blanche en ses couleurs spectrales. Cependant, le spectromètre n’analyse pas la lumière visible, mais le rayonnement infrarouge. Afin d’utiliser le rayonnement réfléchi pour déterminer le CO₂-concentration, on utilise ce qu’on appelle “l’empreinte spectroscopique”. Parce que les différentes molécules qui se trouvent dans l’atmosphère absorbent différentes longueurs d’onde de rayonnement. Basé sur le spectre mesuré et l’empreinte spécifique du CO₂ alors déterminons quelle quantité est présente dans l’atmosphère sous le satellite.

Quelles anomalies les données montrent-elles ?

En utilisant les données satellitaires, nous avons un pic annuel de CO₂-Concentration détectée sur l’Australie. Le CO₂-La concentration augmente brusquement au début de la saison des pluies et diminue à nouveau après deux à trois mois. Ce CO₂-Les légumineuses se reproduisent chaque année et sont parfois plus fortes, parfois plus faibles – selon que la saison sèche était sévère avant ou non.

D’où vient le CO ?₂-Impulsion?

Tout d’abord, nous avons vérifié où se trouvait le CO₂ trouve son origine dans l’atmosphère. Parce que le CO₂-Les molécules restent rarement là où elles sont émises. Les vents peuvent transporter les molécules sur de longues distances. Donc, pour savoir comment le CO₂distribution sur l’Australie, nous avons analysé les données à l’aide d’un modèle de transport atmosphérique dit inverse. Ce modèle utilise le CO mesuré par les satellites₂-Données de concentration et météorologiques. Cela peut ensuite être utilisé pour calculer comment le CO₂ transporté là où nous l’avons mesuré. C’est ainsi que nous nous sommes assurés que le CO₂ à partir de laquelle les impulsions ont été réellement émises en Australie.

Le satellite japonais GOSAT en orbite autour de la terre

Savez-vous ce que le CO₂– provoqué des pulsations ?

Responsable du CO₂-L’impulsion est ce que l’on appelle “l’effet bouleau”, qui ne nous était auparavant connu qu’au niveau local, c’est-à-dire à l’échelle des forêts ou des steppes : les microbes vivent dans le sol, qui décompose les restes de plantes et d’autres matières organiques. Cependant, pendant la saison sèche, ces microbes ne sont pas actifs car ils manquent d’eau. Puis, lorsque les premières pluies tombent après la saison sèche, les microbes commencent immédiatement à décomposer la matière organique qui s’est accumulée sur le sol pendant l’été, libérant du CO dans le processus.₂ dans l’atmosphère. Les plantes ont besoin de plus de temps pour pousser et n’absorbent plus de CO qu’un mois ou deux plus tard₂ grâce à la photosynthèse. Le CO₂-La libération par les microbes commence plus tôt que l’absorption par les plantes et une impulsion se produit dans le CO₂-Concentration. Nous avons maintenant montré pour la première fois que l’effet bouleau affecte le CO₂-Expliquez les légumineuses d’après-saison sèche dans l’atmosphère à travers l’Australie. Pour ce faire, nous avons comparé les données mesurées avec des simulations incluant également ces processus dans le monde animal et végétal. L’effet bouleau n’a pas seulement lieu localement, mais ses conséquences peuvent même être observées à l’échelle continentale.

L’effet bouleau est-il également pertinent dans d’autres régions du monde ?

L’effet bouleau se produit localement dans de nombreuses régions semi-arides, telles que la Méditerranée, l’Afrique du Sud, l’Afrique subsaharienne et certaines parties de l’Amérique du Sud. Cependant, nous ne savons pas si l’effet affecte également le CO dans ces zones.₂– Concentration dans l’atmosphère également fortement influencée. Il est plus compliqué d’y étudier l’effet bouleau car ces régions ne sont pas aussi isolées et les parties semi-arides ne sont pas aussi étendues que l’intérieur de l’Australie.

Vos résultats aident-ils à mieux prédire les effets du changement climatique à l’avenir ?

Oui, car nous avons jusqu’à présent sous-estimé l’importance des zones sèches pour le CO₂– les concentrations dans l’atmosphère et quels mécanismes y régulent le bilan carbone. Cependant, notre étude a maintenant montré comment les écosystèmes semi-arides affectent le CO₂-concentration dans l’atmosphère sur tout un continent. Avec le changement climatique, les taux de précipitations et d’évaporation en particulier changeront également, et donc l’étendue des zones semi-arides. Il est donc important de prendre en compte le processus observé dans les modèles climatiques. Nous souhaitons donc mieux comprendre comment le changement climatique et les écosystèmes semi-arides s’influencent mutuellement. Et nous espérons qu’en faisant cela, nous pourrons améliorer la prévision du changement climatique.