L’océan Austral est en effet un puits de carbone important – absorbant une grande quantité de l’excès de dioxyde de carbone émis dans l’atmosphère par les activités humaines – selon une nouvelle étude menée par le Nationwide Middle for Atmospheric Analysis (NCAR).



Les résultats fournissent des éclaircissements sur le rôle que jouent les eaux glacées entourant l’Antarctique dans l’atténuation de l’impact de l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre, après que des recherches publiées ces dernières années ont suggéré que l’océan Austral pourrait être moins un puits qu’on ne le pensait auparavant.

Une nouvelle étude s'appuie sur des mesures aéroportées de dioxyde de carbone pour estimer l'absorption océanique

La nouvelle étude, publiée cette semaine dans la revue Science, utilise les observations d’avions de recherche effectués au cours de trois projets sur le terrain sur près d’une décennie, ainsi qu’une selection de modèles atmosphériques, pour déterminer que l’océan Austral absorbe beaucoup moreover de carbone que ça libère. La recherche met également en évidence le pouvoir qu’ont les observations aéroportées de révéler des modèles critiques dans le cycle mondial du carbone.



« Vous ne pouvez pas tromper l’atmosphère », a déclaré Matthew Extended, scientifique du NCAR, auteur principal de l’article. « Bien que les mesures prises à la area de l’océan et à partir de la terre soient importantes. L’atmosphère, cependant, peut intégrer des flux sur de grandes étendues. Les mesures aéroportées montrent une diminution du CO2 dans la basse atmosphère au-dessus de la surface area de l’océan Austral en été, indiquant l’absorption de carbone par l’océan. »

La recherche est financée par la National Science Basis (NSF), qui est le sponsor du NCAR, ainsi que par la NASA et la NOAA.

Incertitude sur le rôle de l’océan Austral

Une fois que les émissions de CO2 produites par l’homme – provenant de la combustion de combustibles fossiles et d’autres activités – pénètrent dans l’atmosphère, une partie du gaz est absorbée par les plantes et une autre est absorbée dans l’océan. Alors que la concentration globale de CO2 dans l’atmosphère continue d’augmenter, provoquant une augmentation de la température mondiale, ces  » puits  » terrestres et océaniques ralentissent l’effet.

Une compréhension in addition précise de l’emplacement des puits de carbone, de leur taille et de la façon dont ils peuvent changer à mesure que la société continue d’émettre as well as de CO2 est cruciale pour projeter la trajectoire future du changement climatique. Elle est également nécessaire pour évaluer l’impact des mesures potentielles de réduction des émissions et des systems d’élimination du CO2.

Les scientifiques ont longtemps pensé que l’océan Austral est un essential puits de carbone. Dans la région autour de l’Antarctique, l’eau froide de l’océan profond est transportée vers la area. Cette remontée d’eau n’a peut-être pas vu la surface area de l’océan depuis des centaines d’années, mais une fois en get in touch with avec l’atmosphère, elle est able d’absorber du CO2 avant de retomber.

Les mesures du CO2 et des propriétés associées dans l’océan suggèrent que 40 pour cent de tout le CO2 produit par l’homme maintenant stocké dans l’océan a été à l’origine absorbé par l’océan Austral. Mais mesurer le flux réel à la surface area – l’échange aller-retour de CO2 entre l’eau et l’air sus-jacent tout au very long d’une année – a été un défi.

Ces dernières années, les scientifiques ont utilisé des observations de pH prises à partir de flotteurs autonomes déployés dans l’océan Austral pour déduire des informations sur les flux de carbone air-mer. Les résultats de ces attempts suggèrent que le puits de carbone dans l’océan Austral pourrait être beaucoup furthermore petit qu’on ne le pensait auparavant. La possibilité que la compréhension dominante du rôle joué par l’océan Austral dans le cycle du carbone soit erronée a suscité de nombreuses discussions au sein de la communauté scientifique et laissé des questions sans réponse, notamment où va l’excès de CO2 sinon dans l’océan Austral. Pourrait-il y avoir un puits significant sur terre ou ailleurs dans les océans mondiaux que les scientifiques ont manqué ?

La valeur des mesures atmosphériques

Dans la nouvelle étude, l’équipe de recherche a cherché à résoudre l’incertitude en examinant le carbone dans l’air plutôt que dans l’eau. L’atmosphère et l’océan existent en équilibre et échangent constamment du CO2, de l’oxygène et d’autres gaz.

L’équipe de recherche a reconstitué les mesures aéroportées de trois projets de terrain différents avec des déploiements s’étalant sur près d’une décennie : le projet HIAPER Pole-to-Pole Observations (HIPPO), l’étude O2/N2 Ratio and CO2 Airborne Southern Ocean (ORCAS) et l’étude ORCAS. Mission de tomographie atmosphérique (ATom).

Bien qu’il existe également des stations de surveillance de surface area qui mesurent le CO2 dans l’atmosphère au-dessus de l’océan Austral, ces stations sont relativement peu nombreuses et espacées, ce qui rend difficile la caractérisation de ce qui se passe dans l’ensemble de la région.

« Les signaux de CO2 atmosphérique au-dessus de l’océan Austral sont petits et difficiles à mesurer, en particulier à partir de stations de area utilisant différents devices gérés par différents laboratoires », a déclaré Britton Stephens, scientifique du NCAR, co-auteur de l’étude qui a co-dirigé ou participé à toutes des campagnes de terrain. « Mais avec la suite d’instruments de haute general performance que nous avons pilotés, les signaux étaient frappants et sans équivoque. »

De manière critique, les données des campagnes aériennes ont capturé le gradient vertical de CO2. Par exemple, lors de la campagne de terrain ORCAS financée par la NSF, qui a eu lieu en janvier et février 2016, Stephens, Prolonged et d’autres scientifiques à bord de l’avion de recherche NSF/NCAR HIAPER Gulfstream V ont pu constater une diminution des concentrations de CO2 sur leurs instruments comme l’avion est descendu.

« Chaque fois que le GV a plongé près de la floor, les turbulences ont augmenté – indiquant que l’air était en contact avec l’océan – précisément au moment où tous les instruments de CO2 ont enregistré une baisse des concentrations », a déclaré Stephens.  » Vous pourriez le sentir.  »

La nouvelle étude révèle que ce gradient est assez reasonable au flux de carbone air-mer, offrant aux chercheurs une opportunité sans précédent de caractériser l’absorption de carbone de l’océan Austral.

« Nous avions besoin d’observations qui comprenaient à la fois des enquêtes intensives à un instant particulier de l’année et qui couvraient le cycle saisonnier », a déclaré Lengthy. « C’était la motivation pour combiner plusieurs campagnes d’avions qui s’étendent sur environ une décennie. Nous avons pu les agréger ensemble pour évaluer le cycle saisonnier moyen de la variabilité du CO2 dans l’atmosphère. »

Après avoir reconstitué la variation typique du CO2 dans l’atmosphère à un instant particulier de l’année, l’équipe de recherche s’est tournée vers une série de modèles atmosphériques pour les aider à traduire leurs profils atmosphériques en une estimation de la quantité de CO2 que l’océan absorbait ou libérait. Leur summary était que l’océan Austral absorbe beaucoup additionally de carbone en été qu’il n’en perd en hiver, absorbant 2 milliards de tonnes de CO2 au cours d’une année. En été. ou phytoplancton, jouent un rôle clé dans l’absorption de CO2 dans l’océan.

L’équipe de recherche a noté qu’un programme régulier d’observations aériennes futures au-dessus de l’océan Austral pourrait également aider les scientifiques à comprendre si la capacité de la région à continuer à absorber du carbone pourrait changer à l’avenir. Une stratégie de mesure similaire pourrait également fournir des informations importantes dans d’autres régions du globe.

« Nous avons vraiment vu que ces observations sont extrêmement puissantes », a déclaré Extended. « Les futures observations d’avions pourraient rapporter une valeur scientifique extrêmement élevée pour l’investissement. Il est essentiel que nous ayons un doigt sur le pouls du cycle du carbone alors que nous entrons dans une période où la société mondiale prend des mesures pour réduire le CO2 dans l’atmosphère. Ces observations peuvent aider nous faisons exactement cela.