Le système de flux qui a collecté les données pour l'étude est désormais utilisé sur un nouveau navire de recherche, le RRS Sir David Attenborough. Cette photo montre le système de flux de CO2 du RRS Sir David Attenborough lors d'une croisière de recherche en Antarctique en 2024. Crédit : Tom Bell/PML
Des chercheurs ont découvert que la capacité de l'océan Austral à absorber le CO2 est 25 % plus élevé que ce que suggéraient les estimations précédentes.
Les mesures directes air-mer indiquent que les modèles précédents sous-estimaient le CO2 l’adoption de ces mesures, soulignant la nécessité d’évaluations climatiques plus précises.
Des techniques de mesure améliorées révèlent une augmentation des émissions de CO2 Absorption
De nouvelles recherches menées par l'Université d'East Anglia (UEA) et le Plymouth Marine Laboratory (PML) ont révélé que l'océan Austral absorbe plus de dioxyde de carbone (CO2) que ce que l’on pensait auparavant.
En utilisant des mesures directes du CO2 En raison des échanges, ou flux, entre l'air et la mer, les scientifiques ont découvert que l'océan autour de l'Antarctique absorbe 25 % de CO en plus2 que ne le suggéraient les estimations indirectes précédentes basées sur les données à bord des navires.
Différences dans les CO précédents2 Estimations des éviers
L'océan Austral joue un rôle majeur dans l'absorption du CO2 émis par les activités humaines, un processus essentiel au contrôle du climat de la Terre. Cependant, de grandes incertitudes subsistent quant à l'ampleur et à la variabilité de ce flux.
Jusqu'à présent, cette estimation a été réalisée à l'aide de mesures à bord de navires, telles que celles collectées pour le Surface Ocean CO2 Atlas (SOCAT) provenant de navires de recherche et de drones à voile, données de flotteurs profileurs déployés dans l'océan et modèles globaux de biogéochimie océanique. Ces différentes approches ont produit de grandes variations dans les estimations.
Progrès dans les méthodes d'observation
Cette nouvelle étude a utilisé une nouvelle technique appelée covariance des turbulences — avec des systèmes de flux montés sur les mâts avant des navires — pour mesurer directement le CO2 air-mer.2 flux au cours de sept campagnes de recherche dans la région.
Les résultats — publiés dans la revue Progrès scientifiques — montre que l'océan Austral en été est susceptible d'être soumis à un fort CO2 couler, remettant en cause les estimations beaucoup plus faibles basées sur des données flottantes et des simulations de modèles, qui, selon les auteurs, « sous-estiment considérablement » le CO observé2 absorption.
Les auteurs soutiennent que cette différence peut s'expliquer par la prise en compte des variations de température dans la partie supérieure de l'océan et d'une résolution limitée, par exemple en faisant la moyenne sur une échelle de temps trop longue ou en échantillonnant sur un intervalle trop grand, ajoutant que les modèles actuels et les données flottantes ne tiennent pas compte des faibles concentrations intenses de CO2 événements d'absorption.
Conséquences des nouvelles découvertes pour les modèles climatiques
L'auteur principal, le Dr Yuanxu Dong, du Centre des sciences océaniques et atmosphériques (COAS) et du PML de l'UEA, travaille actuellement au Centre Helmholtz GEOMAR de recherche océanique de Kiel, financé par une bourse de la Fondation Humboldt. Il a déclaré : « C'est la première fois qu'un grand nombre d'études directes sur le CO2 air-mer2 Les observations de flux ont été utilisées pour évaluer les produits de flux existants dans l'océan Austral. Nos résultats fournissent des preuves d'observation directes que cet océan peut absorber plus de CO2 que ce que l’on croyait auparavant.
« Quantification précise du CO2 de l'océan Austral2 Le puits de carbone est essentiel pour l'évaluation du climat de la Terre. Cependant, c'est la région la plus incertaine concernant l'estimation de ses émissions de CO2 capacité de l'évier.
« Notre étude réduit cette incertitude et améliore la compréhension du CO2 de l'océan Austral.2 « Nous recommandons que les estimations futures incluent des ajustements de température et une reconstruction et une modélisation à plus haute résolution. »
Orientations futures et améliorations des techniques de mesure
L'équipe, qui comprenait également des scientifiques des instituts Alfred Wegener et Max Planck en Allemagne, de l'Institut marin flamand en Belgique et de l'Université d'Hawaï aux États-Unis, a étudié les incohérences dans les concentrations existantes de CO2 estimations de flux, puis utilisation des observations de flux de covariance de tourbillon pour évaluer les différents ensembles de données.
Les données de la croisière ont couvert environ 3 300 heures, soit environ 175 jours, de mesures au cours de l'été antarctique 2019 et 2020, défini de novembre à avril dans l'étude, sur une zone de zones frontales hautement dynamiques. Les mesures ont été prises toutes les heures, contre environ tous les 10 jours pour celles des flotteurs, par exemple.
Le Dr Mingxi Yang, co-auteur de l'étude et océanographe chimique au PML, a déclaré : « L'océan Austral est un puits clé de CO2, mais l'ampleur et la localisation de cette absorption océanique sont incertaines. Le système de covariance des tourbillons autonome et à haute fréquence de PML a considérablement augmenté le nombre de CO2 directs air-mer2 mesures de flux dans cette région.
« Cet article propose la première comparaison entre le CO2 « Nous avons pu mesurer et estimer les flux à partir de données brutes et de modèles globaux à grande échelle spatiale/temporelle. Cela a permis de les valider et de mettre en lumière les moyens de les améliorer. »
Défis et opportunités liés à l'expansion du CO2 Observations de flux
Le manque de données hivernales est un problème général pour les navires en raison de la difficulté d'accès à la région à cette période, ce que les flotteurs résolvent en partie. Reconnaissant que leurs données de croisière ne couvrent que certaines parties de l'océan Austral en été, les auteurs affirment que des efforts continus vers des observations de haute qualité sont essentiels pour améliorer les estimations des émissions de CO2 air-mer2 flux.
Cela pourrait inclure l’extension des mesures à davantage de navires et le déploiement accru de bouées et de drones à voile, notamment en hiver. Des observations supplémentaires en hiver par des plateformes sans surveillance pourraient également contribuer à combler le manque de données saisonnières.
Le professeur Tom Bell, co-auteur et biogéochimiste océan-atmosphère du PML, a ajouté : « Nous avons récemment déplacé notre système de flux sur le nouveau brise-glace, le RRS Sir David Attenborough« Nous avons recueilli la première série de mesures de flux lors d’une croisière de recherche dans la mer de Weddell plus tôt cette année. Nous avons pour objectif de poursuivre ce précieux travail au cours des prochaines années, qui est essentiel pour surveiller le climat actuel et prévoir les changements futurs. »
Conclusion et appel à l’action
Les chercheurs avertissent également que la quantité de CO2 à la surface des océans à bord des navires2 Le nombre de mesures effectuées a considérablement diminué ces dernières années, en partie à cause de la pandémie de COVID, mais aussi en raison d’une diminution des financements. Le nombre d’ensembles de données annuels dans SOCAT, par exemple, a diminué de 35 % entre 2017 et 2021 – et de 40 % pour l’océan Austral.
Le Dr Dorothee Bakker, du COAS de l'UEA et présidente du SOCAT, a déclaré : « Il existe un réel besoin de financement durable et élargi du CO2 de surface des océans.2 mesures et leur synthèse SOCAT, afin de contraindre le CO de l'océan Austral2 « L’adoption de ces mesures vise à soutenir l’initiative de surveillance Global Greenhouse Gas Watch de l’Organisation météorologique mondiale et à éclairer la politique climatique. »
Le travail a été soutenu par un financement du China Scholarship Council, du Natural Environment Research Council (NERC) du Royaume-Uni et du Agence spatiale européenne.
