A drifting CO2 measuring buoy just before deployment (Credits JAMSTEC)
31.01.2019 Oceanographie, météorologie et climatologie

Mesurer le CO2 dans des régions reculées de l’océan

L’océan est l’un des plus importants puits de carbone sur Terre. L’estimation précise de l’absorption de CO2 par l’océan est donc importante pour mieux prévoir le changement climatique mondial. Des bouées automatisées dont les données sont collectées par télémétrie satellite Argos permettent de mesurer ce CO2 sur l’ensemble de l’océan pendant de longues périodes, comme démontré par cette équipe de chercheurs du JAMSTEC.

L’océan absorbe environ 30 % du CO2 émis dans l’atmosphère par les activités humaines. Ainsi, il modère efficacement le changement climatique mondial. De ce fait, l’estimation de l’absorption de CO2 atmosphérique par l’océan est importante pour mieux évaluer la situation. Un effort international de collecte de données de CO2 dissout dans les eaux de surface (pression partielle de CO2) pour l’ensemble de l’océan mondial a été mené par l’Atlas CO2 des océans de surface (SOCAT, https://www.socat.info/). Toutefois, la plupart du temps, on utilise des navires commerciaux et des navires de recherche, ce qui entraîne un manque de données dans certaines régions où peu de bateaux naviguent, comme le Pacifique Sud.

Argos et des bouées pour combler les manques

La collecte d’observations par des bouées dérivantes équipées de capteurs de CO2 et d’émetteurs Argos n’a pas les mêmes limitations que les navires, à condition de déployer les bouées dérivantes aux bons endroits pour couvrir la zone souhaitée. Le JAMSTEC a déployé sept bouées dérivantes dans le Pacifique Sud, dans le cadre d’un projet sur cinq ans qui a débuté en 2016. Les positions des largages ont été choisies à l’aide d’un modèle de circulation océanique, pour déployer les bouées au meilleur endroit possible afin de combler le manque de mesures dans le Pacifique Sud.

The buoy is 315 mm in diameter and 566 mm high with a weight of ~10 kg (credits JAMSTEC)
La bouée a un diamètre de 315 mm et une hauteur de 566 mm pour un poids de ~10 kg (crédits JAMSTEC)
Deployment of a drifting buoy from the R/V Mirai (credits JAMSTEC)
Déploiement d’une bouée dérivante à partir du R/V Mirai (crédits JAMSTEC)

Deployment of a drifting buoy from the R/V Mirai (credits JAMSTEC)

Deployment of a drifting buoy from the R/V Mirai (credits JAMSTEC°
Déploiement d’une bouée dérivante à partir du R/V Mirai (crédits JAMSTEC)

 

Une bouée conçue pour mesurer le CO2

La bouée dérivante a été conçue par le JAMSTEC et produite par NiGK Corporation, au Japon. Elle est compacte et facile à manipuler, assez solide pour être larguée depuis le pont d’un navire. Elle peut durer environ 1,2 an avec cinq mesures par jour une fois par semaine. La mesure du CO2 se fait à partir du pH de l’eau de mer, qui varie en fonction de la pression du CO2 absorbé.

Tracks of the seven released buoys (Credits JAMSTEC, figures published in [Murata et al., 2018]
Trajectoires des sept bouées larguées (Crédits JAMSTEC, figure publiée dans [Murata et al., 2018]
Distributions of surface seawater pCO2 (ppm) observed by two of those drifting buoys. (Credits JAMSTEC, figures published in [Murata et al., 2018]
Distribution du pCO2 dans l’eau de surface (ppm) observée par deux de ces bouées dérivantes. (Crédits JAMSTEC, figure publiée dans [Murata et al., 2018]

Les valeurs mesurées de CO2 montrent une grande variation spatiale d’environ 50 ppm dans la région, même sur deux trajectoires assez proches. Toutefois, cela est cohérent avec d’autres estimations de la SOCAT et valide donc le principe de telles mesures automatisées du CO2 et leur utilité pour les zones faiblement échantillonnées.

 

Photo : Une bouée dérivante de mesure du CO2 juste avant le déploiement  (Crédits JAMSTEC)

Références

Murata, A., Y. Nakano, S. Masuda, S. Yasunaka, K. Sasaoka, M. Wakita, 2018: Deployment of Drifting Buoys with pCO2 Sensors in the Pacific Ocean, Oceans’18, http://www.oceans18mtsieeekobe.org/, May 28-31, 2018, Kobe, Japan.