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Posté par Michel le Mercredi 24/06/2009 à 00:00
Le trou d'ozone réduit l'absorption du CO2 atmosphérique dans l'océan Austral
L'ozone a-t-il un impact sur le rôle de « réservoir de carbone » de l'océan ? Oui, répondent des chercheurs de trois laboratoires (1) rattachés à l'INSU-CNRS (2), à l'UPMC, au CEA, à l'IRD, au MNHN et à l'UVSQ. Au moyen de simulations inédites, ils ont mis en évidence que le trou dans la couche d'ozone (L’ozone (ou trioxygène) est un composé chimique comportant 3 atomes d’oxygène (O3). Sa structure est une résonance entre trois états. Métastable aux conditions ambiantes,...) réduisait l'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une...) du carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) atmosphérique par l'océan Austral (Le mot austral (du latin australis) est un adjectif qualifiant ce qui se situe dans l'hémisphère sud.), et participait à l'augmentation de l'acidité des océans. Ces résultats, qui viennent d'être publiés en ligne dans la revue Geophysical Research Letters, devraient avoir une influence non négligeable sur les prochains modèles du GIEC (3), qui, pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être considéré comme une durée.), ne tiennent pas compte des variations d'ozone.

L'augmentation du taux de CO2 dans l'atmosphère due aux activités humaines est en partie responsable du réchauffement climatique. En absorbant près de 15 % du carbone anthropique dégagé annuellement, l'océan Austral est l'un des principaux puits de carbone atmosphérique. Mais son efficacité diminue, alors que le taux de carbone atmosphérique continue d'augmenter rapidement ces dernières années (4). Or, jusqu'à présent, la saturation du puits de carbone dans l'océan Austral n'était pas correctement simulée par les modèles climatiques utilisés.


Iceberg rencontré dans l'océan Indien Austral durant une campagne océanographique OISO

Pour améliorer ces simulations, une collaboration de climatologues, modélisateurs et océanographes s'est constituée. Leur objectif: façonner un modèle qui simule plus correctement la capacité de l'océan Austral en tant que puits de carbone. Pour cela, les chercheurs se sont appuyés sur le modèle couplé océan/atmosphère de l'IPSL qui intègre le cycle du carbone (et donc l'évolution des gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres étoiles (dans le cas...), tel le CO2). Principale nouveauté: la prise en compte de l'évolution des concentrations en ozone stratosphérique (5) de 1975 à nos jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel....). «Les simulations obtenues avec ce modèle reproduisent plus correctement les observations océaniques obtenues sur le terrain ces dernières années, souligne Nicolas Metzl, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et...) au LOCEAN/IPSL et coordinateur du Service d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) OISO (6)».

Surtout, cette étude souligne deux phénomènes majeurs au niveau de l'océan Austral: une réduction significative de l'absorption de CO2 qui n'est pas compensée dans les autres océans, ainsi qu'une accélération de l'acidification des eaux océaniques des hautes latitudes Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.). Entre 1987 et 2004, ce sont environ 2,3 milliards de tonnes de carbone qui n'ont pas été épongés par les océans. Cela correspond à une diminution relative de près de 10 % du puits de carbone océanique global. Les simulations révèlent ainsi comment des perturbations de la haute atmosphère (ici, le trou d'ozone) interagissent avec les gaz à effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments climatiques les cultures...) et le cycle du carbone océanique: elles conduisent à un renforcement des vents d'ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) sur l'océan Austral, provoquant un brassage des eaux océaniques de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu...) avec les eaux plus profondes, riches en CO2, limitant ainsi le pompage (Le pompage est un phénomène aérodynamique qui intervient dans un compresseur. Il s'agit d'une instabilité aérodynamique qui donne naissance...) du carbone atmosphérique par les eaux de surface.

C'est la première fois que l'impact du trou d'ozone sur le cycle du carbone océanique, est simulé dans un modèle global du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...). Ces résultats suggèrent que les modèles de climat utilisés jusqu'à présent surestiment le puits de carbone océanique et sous-estiment l'acidification des océans. Ils soulignent l'importance de prendre en compte l'ozone dans les futures modélisations, notamment du GIEC, ce qui permettra d'améliorer les prévisions climatiques à venir. L'océan Austral est une région particulièrement sensible au réchauffement climatique. Mieux prévoir les conséquences de ces changements est fondamental, vis-à-vis du bilan de carbone planétaire (saturation des échanges air-mer) et des ressources marines (impact de l'acidification).

Ces travaux ont reçu le soutien du programme national LEFE/Cyber/FlamenCO2 (INSU-CNRS) et du programme européen CARBOOCEAN qui visent à mieux évaluer et comprendre les sources et puits de carbone dans l'océan.


Vent et vagues dans l'océan Austral


Notes:

(1) Regroupés au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et...) de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) Pierre-Simon Laplace (Pierre-Simon Laplace, né le 23 mars 1749 à Beaumont-en-Auge (Calvados), mort le 5 mars 1827 à Paris, était un mathématicien,...) (IPSL), les trois laboratoires concernés sont: le Laboratoire d'océanographie et du climat: expérimentations et approches numériques (LOCEAN, UPMC/CNRS/MNHN/IRD), le Laboratoire de météorologie dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) (LMD, UPMC/CNRS/ENS Paris/Ecole Polytechnique) et le Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques...) (LSCE, UVSQ/CNRS/CEA).
(2) Institut national des sciences de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).).
(3) Groupe intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC ou, sous son nom anglais, Intergovernmental Panel (Le panel est un groupe de personnes interrogées régulièrement sur leurs opinions ou leurs attitudes. Les personnes peuvent...) on Climate Change - IPCC).
(4) Voir le communiqué de presse du 13 février 2009: Consulter le site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le...)
(5) La stratosphère est la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure...) couche de l'atmosphère, située entre 12 et 50 km environ. Elle contient la fameuse « couche d'ozone ».
(6) Océan Indien service d'observations créé il y a une dizaine d'années grâce au soutien, en France, de l'INSU-CNRS, de l'IPEV et de l'IPSL.




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Source: CNRS
Illustrations: © Nicolas Metzl