Magic 2021 : mieux connaitre les sources et puits de carbone en région boréale

Le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4) sont les deux principaux gaz à effet de serre anthropiques, c’est-à-dire émis par les activités humaines. Afin de mieux connaître leur distribution dans l’atmosphère1 et les émissions associées, l’initiative Magic2 a été lancée en 2017. Après 3 campagnes de préparation organisées en France métropolitaine ces dernières années, celle de 2021 se tiendra dans le nord de la Norvège, de la Suède et de la Finlande. Un consortium international de plus de 80 scientifiques exploitera une batterie d’instruments déployés au sol, à bord d’une vingtaine de ballons et de trois avions de recherche, véritables laboratoires volants.

Cette région boréale recèle d’importantes sources de CH4, liées aux activités humaines (extraction et distribution de gaz et de pétrole) ou d’origine naturelle (zones humides, tourbières, lacs, hydrates de méthane3 ), mais dont les émissions sont mal estimées. En effet, les mesures en continu y sont rares du fait de leur faible densité de population, de l’hiver boréal et des conditions météorologiques. Par ailleurs, les hautes latitudes sont généralement considérées comme un puits pour le CO2 atmosphérique. Comme les sources naturelles de méthane, ce dernier serait cependant fortement affecté par le réchauffement rapide de ces latitudes.

La campagne Magic 2021, qui profitera de la tenue simultanée de la campagne de ballons stratosphériques Klimat 2021 du CNES à Kiruna (Suède), aura donc pour objectif de mesurer les flux de gaz à effet de serre et en particulier les émissions à la fois naturelles et anthropiques de méthane. Elle permettra aussi de valider les observations faites par les satellites OCO-2 (Nasa), Sentinel-5P (ESA) et par l’instrument IASI du CNES à bord des satellites Metop (ESA-Eumetsat), comme par exemple la détection de points chauds d’émissions de méthane localisés depuis l’espace au-dessus de lacs subpolaires.

Les données recueillies permettront en outre de préparer les futures missions spatiales françaises pour le suivi des gaz à effet de serre, lancées ces prochaines années : Merlin (mission franco-allemande pour la mesure du méthane, 2027), MicroCarb (mission française pour la mesure du dioxyde de carbone, 2023) et IASI-NG (instrument français équipant les satellites européens Metop-SG pour la mesure de la composition atmosphérique et du climat, 2024). Ainsi, le démonstrateur aéroporté de Merlin développé par le DLR volera pour la première fois à bord d’un avion de recherche français en compagnie d’autres instruments de télédétection.

Outre le CNRS et ses partenaires universitaires, le CNES et l’Onera en France, cette campagne implique l’agence spatiale allemande (DLR), le Swedish Space Corporation, l’Institut météorologique finlandais, l’université de Groningen, le King’s College London, le British Antarctic Survey, et le Jet Propulsion Laboratory de la Nasa. Le financement est principalement assuré par le CNES, le CNRS et l'ESA, avec une contribution d’Eumetsat.

Les structures françaises impliquées dans cette mission sont :
-    le Laboratoire de météorologie dynamique (CNRS/ENS-PSL/Ecole polytechnique-Institut polytechnique de Paris/Sorbonne Université)4 ,
-    le Groupe de spectrométrie moléculaire et atmosphérique (CNRS/Université de Reims Champagne-Ardenne),
-    le Laboratoire d’optique atmosphérique (CNRS/Université de Lille),
-    le Laboratoire d'études du rayonnement et de la matière en astrophysique et atmosphères (CNRS/Observatoire de Paris-PSL/Sorbonne Université/ENS-PSL/CY Cergy Paris Université)4 ,
-    le Laboratoire de physique et de chimie de l’environnement et de l’espace (CNRS/CNES/Université d’Orléans)
-    le Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (CNRS/CEA/UVSQ)4 ,
-    le Service des avions français instrumentés pour la recherche en environnement (CNRS/Météo-France/CNES),
-    le Département optique et techniques associées de l’Onera,
-    les équipes projets Merlin, MicroCarb, IASI-NG ainsi que la division ballons du CNES.

Pour en savoir plus :
•    consulter le site internet de l’initiative Magic,
•    lire une interview de Cyril Crevoisier, responsable scientifique,
•    consulter l’infographie présentant la campagne Magic 2021.

D’autres images d’illustration sont disponibles sur la photothèque du CNES et sur la plateforme CNRS Images. Des photos de la campagne Magic 2021 seront disponibles pour la presse.

• 1En particulier leur distribution verticale : la plupart des mesures sont faites à la surface (< 1 km) et quelques-unes par des avions de ligne (5-6 km d’altitude) mais les altitudes plus élevées sont moins étudiées.
• 2Magic: Monitoring de la composition Atmosphérique et des Gaz à effet de serre à l’aide d’Instruments déployés lors de Campagnes de mesures.
• 3Les hydrates de méthane sont des structures glacées qui renferment du méthane, présentes dans les couches sédimentaires des fonds océaniques.
• 4 a b c Ces laboratoires font partie de l’Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL).