Quel est le rôle des feux de biomasse dans les profils troposphériques de monoxyde de carbone ?

Mardi, 11 décembre 2018

Les feux de biomasse émettent chaque année dans l’atmosphère une quantité importante de polluants. Ces panaches de pollution impactent localement et régionalement la couche limite (variable, de 0 à 2 km au-dessus de la surface terrestre), mais peuvent également être transportés plus haut en altitude, dans la troposphère libre (au-dessus de la couche limite) où les vents plus forts favorisent leur transport sur de longues distances, avec des impacts à l’échelle globale. Une équipe du Laboratoire d’Aérologie (LA – OMP, CNRS/UT3 – Paul Sabatier) a analysé l’ensemble des profils verticaux de monoxyde de carbone, disponibles dans la base de données IAGOS, entre 2002 et 2017 sur une vingtaine d’aéroports répartis dans le monde. Ces travaux ont permis de déterminer l’origine de ces panaches et montrent la contribution majeure des feux de biomasse sur la plupart des aéroports étudiés.

Du fait de son temps de vie relativement long, le monoxyde de carbone (CO) – second composé après le dioxyde de carbone, émis par la combustion incomplète de combustibles carbonés, principalement au travers des activités anthropiques ou lors des feux de biomasse – est couramment employé pour suivre le transport des panaches de pollution. Depuis 2002, l’infrastructure de recherche européenne IAGOS opère des mesures de CO dans la troposphère à l’aide d’avions de ligne commerciaux dans de nombreuses régions du monde. Lors des phases de décollage et d’atterrissage entre la surface et 10-12 km d’altitude, ces avions interceptent couramment des panaches de pollution très intense dont la source d’émission (naturelle ou anthropique) et l’origine géographique ne sont que très partiellement connues.

Figure : Distribution saisonnière des anomalies de CO (par rapport à la climatologie) classées suivant leur type (BB : majoritairement liées aux feux de biomasse, AN : majoritairement liées aux émissions anthropiques, MIX : mélange des deux types d’anomalies) aux différents clusters d’aéroports. Les résultats sont présentés pour : l’ensemble des anomalies (CO>0), les 25% plus fortes anomalies (CO>75), les 5% plus fortes anomalies (CO>95) et les 1% plus fortes anomalies (CO>99). Le nombre d’anomalies considérées est indiqué sous chaque ensemble de barres. Pour mener cette étude, des chercheurs du Laboratoire d’aérologie ont analysé près de 30 000 profils verticaux de CO entre 2002 et 2017 sur une vingtaine d’aéroports répartis en Europe, Amérique du Nord, Asie et Afrique. Des simulations de rétro-trajectoires couplées à des inventaires d’émission de CO réalisés avec l’outil SOFT-IO, développé au Laboratoire d’aérologie (http://www.aeris-data.fr/soft-io/), ont permis de déterminer la source d’émission et l’origine géographique de ces panaches.

Concernant les plus intenses panaches, les résultats montrent la contribution majeure des feux de biomasse sur la plupart des aéroports étudiés, à l’exception du Japon et de l’Inde où la source anthropique domine. Par exemple, les feux contribuent en moyenne à 45% aux 1% plus forts panaches observés en Allemagne, ce chiffre atteignant 70% pour le nord-est des États-Unis et le sud-est de la Chine, et 90% pour la Namibie. Les résultats mettent également en lumière la forte saisonnalité de ces contributions, en lien avec les variations saisonnières associées aux principales régions sources associées (zones boréales nord-américaine et sibérienne, Sud-est asiatique et Afrique). 

Ce jeu de données est disponible dans la base de données IAGOS (via http://www.iagos.org) et sera très utile aux nombreux utilisateurs comme le Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) pour valider les modèles globaux et régionaux, offrant ainsi de nouveaux diagnostics sur l’origine de la pollution.

Source(s): 

Hervé Petetin, Bastien Sauvage, Mark Parrington, Hannah Clark, Alain Fontaine, Gilles Athier, Romain Blot, Damien Boulanger, Jean-Marc Cousin, Philippe Nédélec, Valérie Thouret (2018) Tropospheric CO vertical profiles measured by IAGOS aircraft in 2002–2017 and the role of biomass burning Atmos. Chem. Phys. Discuss., doi:10.5194/acp-18-17277-2018

Contact(s):
  • Bastien Sauvage, LA/OMP
    bastien [dot] sauvage [at] aero [dot] obs-mip [dot] fr, 05 61 33 27 37
  • Valérie Thouret, LA/OMP
    valerie [dot] thouret [at] aero [dot] obs-mip [dot] fr, 05 61 33 27 40
  • Hervé Petetin, LA/OMP
    herve [dot] petetin [at] aero [dot] obs-mip [dot] fr, 05 61 33 27 37

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