Forçage climatique direct et indirect des emissions volcanique dans le bassin méditerranéen – DICIT

Les émissions volcaniques peuvent avoir des impacts importants sur la composition troposphérique et stratosphérique, la distribution et les propriétés optiques des nuages bas et hauts, le bilan radiatif de la Terre de l'échelle régionale à global et le climat. Elles sont parmi les sources plus importantes d'incertitude dans notre compréhension des tendances récentes du changement climatique. La source principale du forçage radiatif d'origine volcanique est constituée des aérosols sulfatés (SA) de longue durée de vie formés par la conversion des émissions de dioxyde de soufre (SO2) en aérosols. L'Etna, un stratovolcan situé sur la côte orientale de la Sicile (Italie), est une source prodigieuse de polluants gazeux et particulaires en Méditerranée, et représente ~10% des émissions volcaniques globales de dioxyde de carbone et une quantité importante de SO2 à l’échelle régionale. La masse totale des composés soufrés gazeux émis par l'Etna correspond à ~10 fois les émissions anthropiques dans la même zone. Le bassin méditerranéen est une région climatique sensible et un carrefour de polluants provenant de sources régionales, continentales et intercontinentales. À ce titre, il est crucial d'évaluer et démêler les impacts ces sources de forçage radiatif, dont les effets sur la biosphère peuvent être plus importants que dans d'autres régions. Les impacts des émissions de l'Etna sur la composition atmosphérique, les propriétés des aérosols et des nuages, et le climat régional en Méditerranée, même s'ils ont été identifiés récemment comme potentiellement importants, ne sont pas encore quantifiés systématiquement sur une base de temps relativement longue.

Le projet DICIT vise à la quantification, pour la première fois, du forçage radiatif direct des émissions du volcan Etna et ses effets indirects à travers les interactions aérosol-nuages-rayonnement, avec la cible d’éclaircir son impact décennal dans la région climatique sensible du bassin méditerranéen. Ce projet est organisé en 3 work packages scientifiques (WP) interagissants, dédiés à l'étude des émissions volcaniques, l'évolution physico-chimique et la dispersion des panaches, et les impacts sous-le-vent, à des échelles spatiales de plus en plus grandes: WP1: caractérisation proximales des émissions volcaniques et processus à petite échelle; WP2: Dispersion et processus d'évolution à l'échelle régionale; WP3: Quantification des impacts climatiques direct et indirect des émissions de l'Etna dans le bassin méditerranéen. Les cibles générales de DICIT sont : (a) caractériser la source volcanique d’aérosol, (b) quantifier le rôle de l’Etna sur le budget de soufre et les perturbations des champs d’aérosol et nuages sous-le-vent, (c) quantifier le forçage radiatif régional du dégazage passif continu et des événements éruptifs, et (d) développer des nouveaux outils d’observation/simulation pour étudier les impacts des panaches volcaniques. Du point de vue méthodologique, DICIT est basé sur la synergie d’observations depuis la surface et satellite, et de simulations de chimie/dynamique/rayonnement. Une série de 4 campagnes de mesure pour la caractérisation des aérosols volcaniques et leur processus près des cratères, des nouveaux outils de modélisation et d’observation satellitaire et l’établissement d’un nouvel observatoire dans une région pas encore couverte (Péloponnèse du Sud, dans la région de dispersion préférentielle des panaches de l'Etna) sont prévus. Ce projet rassemble 4 laboratoires français de pointe pour les Sciences de l'Atmosphère et du Climat (LISA, LMD, LOA) et de la Terre Solide (LG-ENS) autour d'un axe de recherche commun et donc constitue un thème structurant pour la communauté française. Ce projet prévoit également la participation de partenaires internationaux de 5 pays européens. Les différents résultats de ce projet (connaissances, outils, méthodologies et données) serviront comme prototype pour l’étude des impacts d’autres volcans à l’échelle globale.