Surveillance du CO2 : nous pouvons désormais établir un lien direct entre les émissions et la combustion de combustibles fossiles en temps quasi réel

Un moyen de faire la distinction entre les émissions de carbone naturelles et celles provenant de la combustion de combustibles fossiles pourrait aider les villes et les pays à suivre leurs progrès dans la réduction des émissions

De Michel LePage

Une méthode de mesure directe du dioxyde de carbone libéré par la combustion de combustibles fossiles pourrait aider les villes et les pays à surveiller leurs efforts pour réduire les émissions en temps quasi réel.

« Nous sommes dans une fenêtre d’opportunité de plus en plus réduite, donc je pense que nous avons vraiment besoin de savoir quelle est la situation aussi rapidement et aussi précisément que possible », déclare Penelope Pickers de l’Université d’East Anglia, au Royaume-Uni.

Actuellement, les gouvernements et les organismes de recherche estiment les émissions totales des pays sur la base de données telles que la quantité de pétrole ou de gaz qui a été vendue. Bien que les estimations initiales soient souvent faites assez rapidement, ces informations peuvent prendre des années à être entièrement compilées et les estimations peuvent varier considérablement.

Mesurer directement les émissions de combustibles fossiles aiderait à confirmer l’exactitude de ces estimations basées sur des inventaires et à montrer plus rapidement si les mesures de réduction des émissions fonctionnent ou non. Cela pourrait également nous permettre de suivre la quantité d’émissions de certaines régions ou villes.

Mais de telles mesures sont extrêmement difficiles car les plantes absorbent ou émettent des quantités différentes de CO2 selon la saison et la météo. C’est comme se tenir sur une plage et essayer immédiatement de dire si c’est marée basse ou haute car les vagues vont et viennent constamment.

Ainsi, alors que l’augmentation mondiale à long terme du CO2 atmosphérique due aux activités humaines – d’environ 280 parties par million avant la révolution industrielle à près de 420 ppm aujourd’hui – est limpide, l’image régionale à court terme est beaucoup moins claire.

Les chercheurs ont essayé différentes façons de mesurer directement les émissions des combustibles fossiles. L’une consiste à déterminer quelle proportion de CO2 se trouve sous la forme de l’isotope radioactif carbone 14, qui ne se trouve pas dans les combustibles fossiles car il se désintègre avec le temps et les réserves de pétrole et de gaz datent de millions d’années. Cependant, cela nécessite de collecter des échantillons dans des flacons, de sorte qu’une mesure continue n’est pas possible. De plus, certains types de réacteurs nucléaires émettent du carbone 14, ce qui obscurcit le tableau.

L’équipe de Pickers a adopté une approche alternative basée sur la mesure simultanée de l’oxygène atmosphérique et du CO2. Lorsque le matériel végétal est utilisé pour la nourriture, la décomposition ou les brûlures, le rapport entre la perte d’oxygène de l’atmosphère et l’augmentation du CO2 est d’environ 1:1,1. Pour le charbon, c’est environ 1:1,2 et pour le gaz 1:2.

Les chercheurs ont utilisé des mesures prises à l’observatoire atmosphérique de Weybourne sur la côte de Norfolk pour calculer les émissions du sud de la Grande-Bretagne depuis 2020. Ils ont utilisé l’apprentissage automatique pour estimer comment les changements de météo et de direction du vent affecteraient les niveaux d’oxygène et de CO2 dans la région.

L’équipe a constaté une baisse des émissions provenant des combustibles fossiles lors des premier et deuxième verrouillages de Covid-19 en Angleterre. « Covid était un excellent exemple de changement assez soudain et abrupt », déclare Pickers.

Avec environ quatre observatoires, il serait possible de mesurer les émissions du Royaume-Uni, dit-elle. Il en faudrait plus pour surveiller les villes individuelles.

L’étude fournit un argument solide que la méthode est efficace, déclare Brad Weir du Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland. Mais construire des stations de surveillance dans le monde entier prendrait beaucoup de temps et d’argent, dit-il.

« Si nous avons un système de surveillance du carbone provenant des combustibles fossiles, cela commencera par des satellites », explique Weir.

Son équipe a rapporté l’année dernière qu’une baisse des émissions de dioxyde de carbone due à la pandémie était détectable avec les satellites de détection de CO2 existants, et il est prévu de lancer davantage de missions axées sur la détection de ce gaz dans les années à venir.

Pickers dit que le problème avec les satellites est qu’ils ne peuvent pas détecter le CO2 à travers les nuages ​​et ne peuvent pas faire la distinction entre les émissions de combustibles biologiques et fossiles. Au lieu de cela, les estimations par satellite reposent sur des modèles informatiques de processus naturels pour déterminer les émissions de combustibles fossiles.

Mais ces modèles sont basés sur des données et peuvent être très précis, explique Weir, qui souligne que l’équipe de Picker s’appuie sur la « boîte noire » de l’apprentissage automatique.

En fin de compte, les meilleurs résultats peuvent être obtenus en utilisant toutes les différentes méthodes. « Nous devrions adopter une approche combinée », déclare Pickers.

« Nous devons intégrer toutes ces observations », déclare Weir.

Référence magazine : avancées scientifiquesDOI : 10.1126/sciadv.abl9250

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