Interactions climat-chimie observées depuis l'espace

2017-2018
Un lien important entre le climat et la chimie atmosphérique provient de ce que les flux d'émissions de composés biogéniques dans l'atmosphère dépendent des conditions météorologiques. Bien que la dépendance à court terme des flux biogéniques aux facteurs météorologiques soit relativement bien établie, leur réponse à long terme n’a pas encore été établie en raison de l’absence d’observations adéquates. Nous avons réussi à évaluer, pour la première fois, la variabilité des flux d’émission d’hydrocarbures à l’aide de 11 années de mesures satellitaires de formaldéhyde combinées à des simulations de modèle sur plusieurs années.

Les composés organiques volatils biogéniques (COVB) jouent un rôle crucial dans l'atmosphère en tant que précurseurs de l'ozone troposphérique et des aérosols dans les environnements pollués.

Les COVB jouent donc un rôle-clé dans les préoccupations relatives à la qualité de l’air et dans notre compréhension du système climatique. Leurs émissions dépendent fortement de la température et devraient donc augmenter en réponse au changement climatique.

Cette étude aborde deux questions fondamentales:

  1. Pouvons-nous évaluer la réponse à long terme des flux biogéniques à la météorologie?
  2. Un modèle d'émission biogénique largement utilisé (MEGAN) fournit-il des prévisions fiables sur la manière dont ces flux pourraient réagir au changement climatique?

 

L'analyse d'une série  unique de données d’observation de formaldéhyde depuis l'espace couvrant la période 2005-2015, étayée par des simulations pluriannuelles avec le modèle atmosphérique IMAGES, montre clairement que:

  1. la variabilité interannuelle observée est principalement fonction du climat
  2. la série de données de formaldéhyde valide la réponse à long terme des émissions biogéniques à la variabilité climatique prédite par le modèle de référence en matière d’émissions MEGAN
  3. les tendances prédites des émissions biogéniques semblent cohérentes avec les données du formaldéhyde.

 

Références

  • Stavrakou, T., Müller, J. ‐F., Bauwens, M., De Smedt, I., Van Roozendael, M., Guenther, A. (2018). Impact of Short‐Term Climate Variability on Volatile Organic Compounds Emissions Assessed Using OMI Satellite Formaldehyde Observations. Geophysical Research Letters, 45(16), 8681–8689. https://doi.org/10.1029/2018GL078676
Biogenic emission fluxes
Un lien important entre la chimie climatique et la chimie atmosphérique réside dans la dépendance des flux d'émission biogéniques dans l'atmosphère.
Tendances des flux des émissions biogéniques sur la période 2005-2015
Fig. 1. Tendances sur la période 2005-2015 des colonnes de formaldéhyde (a) observées par le capteur satellite OMI et (b) modélisées, (c, d) d'isoprène et des monoterpènes, (e) de la température, et (f) du rayonnement solaire, d'après Stavrakou et al. (2018).