Du nouveau sur le puits de carbone océanique grâce au projet SOCOM

Mardi, 22 décembre 2015

Le projet SOCOM (Surface ocean pCO2 mapping intercomparison) a pour objectif de comparer des méthodes permettant de simuler des données de pression partielle de CO2 à la surface de l’océan quand aucune observation n’est disponible, afin de pouvoir reconstruire un champ continu de telles données sur l’océan global et d’en déduire des informations sur le puits de carbone océanique. Dans le cadre de ce projet, l’équipe internationale comprenant des chercheurs du Laboratoire d’océanographie et du climat : expérimentations et approches numériques (LOCEAN/Ecce Terra, UPMC / CNRS / MNHN / IRD) et du Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE/OVSQ, CNRS / CEA / UVSQ) a pu mettre en évidence un accroissement significatif du puits de carbone océanique depuis les années 2000 et une plus grande variabilité interannuelle de ce puits que celle déduite des modèles océaniques.

Lors d’une conférence organisée à Paris en 2011 (Unesco), une centaine de spécialistes des mesures du CO2 marin avait rendu public une nouvelle base de données de fCO2 ou pCO2 (fugacité ou pression partielle de CO2) appelée SOCAT (Surface ocean CO2 atlas) (actualité du 14 mars 2012) qui a été récemment actualisée (actualité du 18 septembre 2015).

Exemple de localisations d’observations du pCO2 océanique en 2009-2011 rassemblées dans SOCAT. Le code couleur indique le jour de l’année. La communauté s’était alors également engagée à élaborer un travail d’inter-comparaison des méthodes permettant d’interpoler/extrapoler les données océaniques éparses de pCO2, c’est-à-dire de simuler les données dans les régions et périodes sans observations, afin de produire des champs globaux de pCO2 et ainsi d’estimer, entre autre, les flux air-mer de CO2. Cela a conduit à la création du projet international SOCOM (Surface ocean pCO2 mapping intercomparison), auquel participent des chercheurs du LOCEAN et du LSCE.

14 méthodes différentes d’interpolation/extrapolation des données ont été étudiées. La plupart étaient basées sur les observations de pCO2 de la base SOCAT et toutes utilisaient en outre diverses propriétés océaniques, comme la température ou la concentration en chlorophylle, mesurées à l’aide de capteurs satellitaires, afin d’aider à combler les régions et périodes pour lesquelles aucune observation de pCO2 n’était disponible.

Il s’avère que la plupart de ces méthodes sont capables de reconstruire de façon très cohérente le signal saisonnier de pCO2 dans toutes les régions océaniques entre 1985 et 2011, ce qui conforte les estimations directes du puits de CO2 océanique régional ou global qu’elles permettent de réaliser.
Les chercheurs ont ainsi pu notamment estimer que durant la période 1992-2009, l’océan avait absorbé en moyenne 2,2 milliards de tonnes de carbone par an (PgC/an), un résultat qui valide les dernières estimations du Global carbon project (2015) déduites de méthodes indirectes d’analyse des données d’observation.
Ils ont aussi pu évaluer la variabilité interannuelle du puits de carbone océanique et ainsi mettre en évidence que :

  • cette variabilité est forte dans la zone Pacifique équatoriale, où elle est liée au phénomène ENSO (El-Nino Southern Oscillation) ;
  • elle est plus prononcée, d’environ 20 %, par rapport aux estimations réalisées à l’aide des modèles biogéochimiques de l’océan, suggérant de réviser les paramétrisations et les forçages de ces modèles et par voie de conséquence les simulations des modèles couplés climat/carbone.

Moyennes annuelles des flux nets globaux de CO2 océanique (en PgC/an) estimées par plusieurs méthodes basées sur les observations du pCO2 océanique. Du point de vue de l’évolution décennale du puits de carbone océanique, et en moyenne sur l’ensemble de l’océan, toutes les méthodes, sauf une, conduisent au même résultat, à savoir à un accroissement(1) significatif du pCO2 océanique depuis 1985, lequel est proche de celui de la concentration moyenne du CO2 atmosphérique. Enfin, l’estimation des flux air-mer semble indiquer que le puits de CO2 océanique augmente depuis les années 2000.

Cette première phase du projet SOCOM a été soutenue par de nombreux programmes européens et internationaux (SOLAS, IMBER, IOCCP, CARBOCHANGE et CARBONES) et par le programme national LEFE/Cyber du CNRS-INSU. Ce projet est coordonné au Max-Planck institute for biogeochemistry.

Note(s): 
  1. Une augmentation de pCO2 peut avoir plusieurs causes : l’augmentation du CO2 océanique de surface par l’accumulation de CO2 anthropique, mais aussi une augmentation de la température océanique de surface, une augmentation de la force des vents…
Source(s): 

Rödenbeck C., D.C.E. Bakker, N. Gruber, Y. Iida, A. Jacobson, S. Jones, P. Landschutzer, N. Metzl, S. Nakaoka, A. Olsen, G.-H. Park, P. Peylin, K.B. Rodgers, T.P. Sasse, U. Schuster, J.D. Shutler, V. Valsala, R. Wanninkhof, and J. Zeng, 2015. Data-based estimates of the ocean carbon sink variability – First results of the Surface Ocean pCO2 Mapping intercomparison (SOCOM). Biogeosciences, 12: 7251-7278. doi:10.5194/bg-12-7251-2015.

Contact(s):
  • Nicolas Metzl, LOCEAN/Ecce Terra
    Nicolas [dot] Metzl [at] locean-ipsl [dot] upmc [dot] fr, 01 44 27 33 94 - 06 77 47 72 48
  • Philippe Peylin, LSCE/OVSQ
    philippe [dot] peylin [at] lsce [dot] ipsl [dot] fr, 01 69 08 77 18

La reprise des actualités du site est autorisée avec la mention "Source : Actualités du CNRS-INSU" et un lien pointant sur la page correspondante.