Skip to main content

Les défis de la surveillance du méthane atmosphérique

Research Topic Chapter
News flash intro
Le méthane (CH4) est un important gaz à effet de serre dans l'atmosphère terrestre. Depuis plusieurs années, les concentrations atmosphériques augmentent à nouveau très rapidement et notre compréhension actuelle de ses sources et puits reste inadéquate. Afin d'en améliorer notre connaissance, le groupe ‘Observations dans l'infrarouge’ de l’IASB est impliqué dans trois activités cruciales: observation du CH4 depuis l'espace avec l'instrument IASI, mesures de références au sol avec spectromètres IRTF, et validation de la qualité des observations satellitaires.
Body text

L'augmentation des gaz à effet de serre (GES) tels que le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4) dans l'atmosphère terrestre est principalement responsable du changement climatique observé. Le CH4 est un important GES et une molécule compliquée à étudier: bien que moins abondant dans l'atmosphère que le CO2, son impact radiatif en tant que GES est nettement plus important.

Le groupe de recherche ‘Observations dans l'infrarouge’ de l’IASB contribue à l’amélioration de notre compréhension du méthane atmosphérique en effectuant des mesures de son abondance verticale à la fois depuis le sol et depuis l'espace. Chaque technique a ses avantages et ses inconvénients.

Instruments IRTF au sol pour des mesures de référence très précises

Les observations au sol sont effectuées par des spectromètres infrarouges à transformée de Fourier (IRTF) à haute résolution qui sont bien étalonnés et conduisent à des mesures très précises et exactes. L’Institut effectue de telles observations dans deux stations de l’Île de la Réunion (St-Denis et Maido) [Zhou et al, 2018], qui font partie des réseaux mondiaux de mesures au sol NDACC et TCCON.

Cependant, même au sein d'une constellation de réseau, la couverture obtenue par les instruments FTIR au sol reste limitée et est presque absente dans de grandes régions du globe telles que l'Afrique continentale ainsi que de grandes étendues d'Amérique du Sud et d'Asie du Nord.

Observations du CH4 à partir de l'instrument spatial IASI

Les observations satellitaires mesurent le CH4 atmosphérique de façon continue, fournissant des informations précieuses aux échelles mondiale et régionale, non seulement pour la surveillance atmosphérique mais également pour les estimations de flux de surface. Les chercheurs de l’IASB ont utilisé des observations de méthane dans la région infrarouge thermique (IRT) ​​provenant de l'instrument IASI, à bord de la constellation de satellites METOP, pour explorer et consolider les sources possibles de biais de CH4 restitué à partir de mesures dans l'IRT dans le cadre du projet ESA-CH4TIR.

Validation de la qualité des observations satellitaires

Les observations par satellite ont une résolution temporelle, spatiale et spectrale plus faible, ce qui conduit à des mesures moins précises et moins exactes que les observations au sol. Différentes techniques (algorithmes) peuvent être utilisées pour dériver ces quantités, soit en utilisant une modélisation physique complète, soit des méthodes plus empiriques, les deux ayant leurs propres forces et faiblesses.

Dans le cadre du projet VIMP d’EUMETSAT (pour «Validation of IASI Methane Products»), le groupe de recherche ‘Observations dans l’infrarouge’ de l’IASB a utilisé des mesures provenant d’instrument IRTF au sol, d’instruments aéroportés et d'autres mesures colocalisées pour valider les concentrations de CH4 dérivées d’observations satellitaires utilisant différentes techniques (RAL et LMD). De cette façon, les forces des observations au sol et par satellite sont combinées.

Figure 2 body text
Figure 2 caption (legend)
Exemple d'évaluation d'ensembles de données CH4. Ici, vous pouvez voir une comparaison des fractions molaires moyennes de CH4 dans la colonne pour 2 algorithmes différents (LMD et RAL) avec les données contrôle de réanalyse CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Service).