Faire progresser la surveillance des émissions anthropiques de CO2 pour soutenir la science et les politiques
La surveillance précise des émissions anthropiques de CO2 constitue l’un des défis les plus urgents des sciences du climat. La difficulté réside dans la distinction entre les émissions atmosphériques de CO2, relativement faibles mais continues, liées à la combustion des combustibles fossiles (qui accélère le réchauffement climatique) et les flux bien plus importants, mais globalement compensés, entre la végétation, les océans et l’atmosphère. Le projet CORSO(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, a relevé ce défi via de nouveaux types d’observations et des méthodes complémentaires. Les résultats du projet contribuent à renforcer le système de surveillance et de vérification des émissions anthropiques de CO2 (CO2MVS) du service Copernicus de surveillance de l’atmosphère (CAMS).
Distinguer les émissions de CO2 liées aux combustibles fossiles des flux naturels
«Les observations satellitaires des concentrations de dioxyde d’azote et de monoxyde de carbone dans l’atmosphère – issues de certains des mêmes processus de combustion que le CO2, mais produisant un signal beaucoup plus net – ont été corrélées avec les émissions de CO2. Cela nous a permis d’améliorer l’identification et la quantification des sources de CO2 liées aux combustibles fossiles», explique Richard Engelen, coordinateur du projet au Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT)(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). CORSO a comparé les nouvelles données «proxy» relatives au CO2 ainsi que les données de la base mondiale des émissions ponctuelles développée dans le cadre du projet prédécesseur CoCO2 avec les données satellitaires sur le NO2 et le CO. La cohérence entre la base de données et les observations satellitaires a été confirmée, tout en révélant certaines lacunes et imprécisions de la base de données. L’équipe a corrigé les localisations erronées ou manquantes de centrales électriques, mis à jour les ratios d’émissions selon les pays et les types de combustibles, et réexaminé la localisation ainsi que les capacités des centrales thermiques au pétrole au Moyen-Orient. «CORSO a optimisé l’identification des points chauds d’émissions en Afrique et en Europe. Nous avons également démontré que les observations satellitaires des points chauds d’émissions peuvent servir non seulement à valider les bases de données mondiales sur les sources ponctuelles, mais aussi à les optimiser», ajoute Richard Engelen. Concentrant ses efforts sur la végétation, CORSO a intégré des données d’observation in situ et satellitaires. Le radiocarbone est présent dans les flux liés à la végétation, mais pas dans les émissions de combustibles fossiles, tandis que «l’oxygène atmosphérique potentiel» reflète principalement les émissions de combustibles fossiles. L’utilité des observations terrestres à haute résolution temporelle a été confirmée grâce à des tests de modélisation inverse. Les chercheurs ont également évalué des observations satellitaires portant sur l’état de la végétation et les flux de carbone entre la surface terrestre et l’atmosphère. Celles-ci incluaient l’humidité des sols et la fluorescence induite par le soleil (émise par les plantes lors du processus de fixation du carbone). Les services CAMS intègrent désormais ces approches de la végétation, qu’elles soient fondées sur des observations in situ ou satellitaires.
Faire progresser le système mondial de surveillance CAMS
Le système intégré de prévision (IFS) du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme constituera le cœur du système mondial CO2MVS du CAMS. Les résultats de CORSO renforcent la capacité de l’IFS à surveiller les émissions anthropiques. Plus concrètement, l’IFS assimilera les observations satellitaires de l’humidité des sols et de la fluorescence induite par le soleil afin d’améliorer sa représentation de la végétation et des flux de carbone. L’amélioration des facteurs d’émission des espèces co-émises ainsi qu’une meilleure prise en compte des incertitudes liées aux émissions fossiles initiales permettent également d’affiner les estimations de l’IFS concernant les émissions de CO2 liées à la combustion.
Une ressource ouverte pour la science et les politiques
«Estimer les émissions anthropiques de CO2 à partir des observations des concentrations atmosphériques est assez complexe. Le projet a réuni de nombreuses sources de données complémentaires, démontrant leur capacité à mieux distinguer les émissions liées aux combustibles fossiles des flux naturels», conclut Richard Engelen. Au-delà de sa contribution au CO2MVS du CAMS, les résultats de CORSO présentent un intérêt majeur pour l’ensemble de la communauté scientifique travaillant à une meilleure compréhension du cycle du carbone. Ils sont également précieux pour les décideurs politiques qui ont besoin de données d’émissions fiables et vérifiables à l’échelle des pays et des villes. Les données, modèles et livrables de CORSO resteront accessibles sur le site web du projet ainsi que sur le portail Zenodo pendant les quatre prochaines années, garantissant un accès libre aux avancées réalisées dans l’un des domaines de surveillance les plus critiques des sciences du climat, aussi bien pour les chercheurs que pour les décideurs.
