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La campagne d'observation AMMA étudie l'impact des aérosols Africains sur la mousson

Une première campagne d'observations d'AMMA souhaite caractériser les propriétés microphysiques et radiatives des aérosols ainsi que leur dynamique pendant la saison sèche en Afrique de l'Ouest pour en comprendre l'effet sur la mousson.

Gouvernance  |    |  Carine Seghier  |  Actu-Environnement.com
Le continent africain est connu pour être la plus grande source, à l'échelle globale, d'aérosols minéraux, mais aussi d'aérosols provenant de feux, souvent liés aux pratiques agricoles. Or ces aérosols affectent de manière significative le bilan radiatif de l'Afrique à l'échelle régionale, et par là même, l'albédo de la planète et le changement global du climat. Les aérosols, par diffusion et par absorption, réduisent le rayonnement solaire transmis aux surfaces terrestre et océanique, chauffant alors localement l'atmosphère et modifiant ainsi la dynamique des courants atmosphériques et le cycle de l'eau lié à la mousson.

La compréhension des processus de production des particules d'aérosols, de leur impact radiatif sur le climat, les relations avec la fertilité des sols ou la santé, font ainsi l'objet des études qui sont conduites dans le cadre du programme AMMA.

Ce projet a été initié par des chercheurs français du CNRS, de l'IRD et de Météofrance. En 2004 l'INSU, la Commission Européenne, et le Natural Environment Research Council (NERC) britannique s'associaient pour donner une dimension internationale au projet devenu alors AMMA-international. Mis en œuvre grâce à une collaboration étroite des Agences régionales Africaines (ACMAD, ASECNA, CILSS, CERMES, GDEEE), des agences et organismes de recherches de différents pays (ARM-Us Department of Energy, CNES, CNRS, IFREMER, INSU, IRD, NASA, NERC, NOAA, Météo-France, Met Office) et avec une contribution du sixième programme cadre de la Communauté européenne, ce sont aujourd'hui près de 145 structures de recherche de 29 pays qui ont rejoint AMMA.

Afin de mieux connaître les mécanismes de la mousson africaine pour mieux prévoir ses variations et ses répercussions sur le climat local, régional et global mais aussi sur les populations, le programme s'appuie sur plusieurs vagues d'observations sur toute l'Afrique de l'Ouest.

Une première campagne d'observations d'AMMA s'est déroulée de mi-janvier à mi-février. Entre mi-janvier et le 2 février, l'observation s'est intéressée aux régions du Niger, du Bénin et du Nigeria et portait sur l'étude des propriétés des particules minérales, des particules produites par les feux, et de leur mélange dans l'atmosphère. Entre le 2 février et le 17 février, la campagne s'est poursuivie au-dessus de la région de Dakar-île de Sal afin d'étudier le transport sahélien et l'exportation de poussières au-dessus de l'océan.

L'objectif ? Comprendre l'effet sur le rayonnement par le mélange des aérosols minéraux et carbonés produits en Afrique de l'Ouest et étudier son impact sur la dynamique de la mousson africaine.

Impliquant des organismes allemands (Université de Munich), britanniques (NERC, UKMO et Université de Leeds), français (CNES, CNRS, INSU, IRD, Météo France) et italien (CNR), ainsi qu'une dizaine de laboratoires européens, d'importants moyens logistiques ont été mis en œuvre pour le déroulement de cette campagne : observations par satellites, avions de recherche pour des mesures et prélèvements in situ, stations d'observations au sol, souligne le CNRS dans un communiqué.

Les observations spatiales effectuées à partir des satellites AQUA et TERRA de la NASA, placés en orbite polaire, et Meteosat Second Generation de EUMETSAT ont permis d'identifier en temps réel les régions de feux, les zones de transport des poussières et les zones nuageuses. Elles permettront dans la phase d'analyse de contribuer à la détermination des propriétés radiatives des aérosols, explique le CNRS.

Pour effectuer des mesures in situ et de télédétection, un avion* a permis de faire des observations en ce qui concerne les aérosols minéraux et de combustion dans les zones d'origine et de mélange. Cet avion disposait d'un équipement spécifique permettant d'analyser la distribution de la taille des particules, la chimie des aérosols, leur absorption, leur croissance hygroscopique, leur quantité totale, le rayonnement et l'irradiation solaire et terrestre, indique l'organisme de recherche. Pour compléter ce dispositif, des mesures météorologiques de température et d'humidité par dropsondes (sondes lancées depuis l'avion), des concentrations gazeuses d'ozone, de NOx, de gaz carbonique, de dioxyde de carbone, et des composés organiques ont été réalisées et des prélèvements de particules sur filtre ont été effectués en vue d'analyses en laboratoire.

Equipé par le Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement / IPSL (CEA/CNRS), avec le soutien du CNES, un ULM a effectué des mesures en vol permettant de caractériser la diffusion des aérosols verticalement dans le sud du Niger.

Alors que les analyses sont encore en train d'être menées, de premiers résultats ont d'ores et déjà été obtenus. Même si cette année a connu moins de soulèvements de poussières désertiques que les précédentes, les différents vols de l'avion ont permis d'analyser les zones de transition entre les régions source de particules minérales et les régions de brûlis. Ces observations ont montré que ces zones de mélange ne sont pas localisées uniquement près de la surface mais également en altitude. Seules les particules produites par la combustion ont, par ailleurs, été observées à altitude élevée. Les mesures effectuées par avion ont ainsi permis d'identifier, dans la couche située entre 3 et 5 km d'altitude, la présence de fortes concentrations de particules de combustion transportées par la circulation atmosphérique associées à des concentrations élevées de gaz carbonique, et d'ozone. D'autres cas de particules de biomasse âgées, transportées en altitude au-dessus de l'océan, ont également été étudiés durant la deuxième phase d'observation.

Un des points importants de l'analyse à venir va consister à valider les différents paramètres des modèles (intensité et caractéristiques des sources, transport en altitude et mélange) à partir des observations, et à comparer l'impact radiatif prédit et observé à l'échelle régionale, considère le CNRS.

Une deuxième campagne de mesure est prévue en début de saison des pluies 2006 pour étudier les émissions locales à partir des zones cultivées, notamment lors du passage des lignes de grains.


*Britannique BAe146

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