Emissions de CO2 par les feux de biomasse tropicaux et impact climatique : deux décennies de suivi depuis l’espace – TropFire

L'approche retenue consiste à interpréter les observations réalisées par des sondeurs infrarouges de 1ere et 2e générations sur plus de deux décennies en termes de contenu troposphérique de CO2 et de CO, puis d'étudier ses variations diurnes qui sont bon proxy des émissions par les feux de biomasse à la surface.

L’étude conjointe du CO et du CO2 à partir des observations de l'instrument IASI a mis en lumière l’impact des différentes phases de combustion (rapide vs. lente) sur les variations diurnes de ces gaz. Ces observations ont également permis de mettre en évidence la forte augmentation des feux de biomasse, et donc des quantités de CO et de CO2 émises, en 2010 au-dessus de l’Amazonie suite à l’extrême sècheresse qui a touché la région.

Les séries temporelles de CO2 et de CO obtenus vont désormais être utilisés afin d'estimer les flux de ces gaz à la surface avec comme objectif l'évaluation des inventaires d’émission existants.
En parallèle, ces données seront utilisées pour étudier les liens entre émissions de gaz par les feux de biomasse et facteurs climatiques.

1 publication dans une revue de rang A, 3 publications en préparation.
3 présentations dans des conférences internationales.

Les feux de biomasse sont une source très importante de dioxyde de carbone (CO2), de monoxyde de carbone (CO), de gaz réactifs et d’aérosols. Leurs émissions de carbone sont ainsi d’un ordre de grandeur comparable à celles de fiouls fossiles. Les feux sont également responsables de la majeure partie de la variabilité internannuelle des gaz à effet de serre liés au cycle du carbone. Enfin, les feux ont une influence directe sur les sociétés humaines en termes de pollution et de modification de l’habitat. Les feux de biomasse représentent donc une composante majeure du cycle du carbone et du système climatique terrestre. Cependant, les estimations actuelles des émissions de carbone par les feux de biomasse sont affectées par de très larges incertitudes et la relation entre les émissions, le climat et les activités anthropiques sont très mal connues. Ceci est particulièrement vrai pour la région tropicale qui est pourtant à l’origine de la majeure partie de la variabilité internannuelle du CO2 et autres gaz à effet de serre, et qui influence donc durablement les régions extra-tropicales.

Dans ce projet, nous proposons d’utiliser une nouvelle variable décrivant directement les émissions de CO2 par les feux et basée sur l’observation du cycle diurne du CO2 tropical dans la troposphère réalisée par des sondeurs verticaux infrarouges, puis d’utiliser cette variable afin de reconstruire plus de deux décennies d’émissions de CO2 par les feux de biomasse tropicaux, et d’en déduire leur lien avec diverses variables climatiques, écologiques et humaines. Ce projet combine donc : (1) l’exploitation des observations réalisées sur plus de 20 ans par des sondeurs verticaux infrarouges de première (NOAA/TOVS) et deuxième (MetOp/IASI et GOSAT/TANSO) générations et leur interprétation en termes de cycle diurne de CO2 dans la troposphère ; (2) l’étude de la hauteur d’injection des feux à l’aide d’une nouvelle paramétrisation de la convection induite par les feux dans le modèle de transport atmosphérique LMDz de l’IPSL ; (3) l’estimation des flux de CO2 à la surface dans laquelle les émissions liées aux feux seront contraintes par les observations des sondeurs ; (4) l’étude de scénarii d’évolution climatique à l’aide du modèle dynamique de végétation ORCHIDEE de l’IPSL pour lequel nous établirons un nouveau modèle de simulation des feux basé sur les liens entre émissions et diverses variables climatiques, écologiques et humaines.