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Mieux comprendre les causes des variations des émissions de CO2 dans l’atmosphère

Des chercheurs de l’ETH (Suisse), du Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE : CEA/CNRS/UVSQ, Paris-Saclay) et de l’Université d’Exeter (Royaume-Uni) ont montré que la concentration atmosphérique en gaz carbonique s’accroissait plus rapidement pendant les années sèches, parce que les écosystèmes soumis au stress hydrique absorbent moins de carbone.

Leurs résultats permettent de comprendre pourquoi l’augmentation du CO2 atmosphérique peut varier beaucoup d’une année à l’autre, même si les émissions liées à l’activité humaine restent relativement stables. À l’échelle globale, cet effet devra être pris en compte dans les modèles climatiques futurs.

Les écosystèmes terrestres absorbent en moyenne 30 % des émissions anthropiques de CO2, un phénomène qui modère l’accroissement de la concentration de ce gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cependant, les plantes ont besoin d’eau pour se développer. Lorsqu’une sécheresse se produit, elles réduisent leur métabolisme pour se préserver. Elles capturent alors moins de CO2 atmosphérique : leur rôle de ‘puits de carbone’ est en quelque sorte affaibli.

Dans leur étude, publiée dans Nature, les chercheurs de l’ETH Zurich, du LSCE et de l’Université d’Exeter ont utilisé une approche innovante pour mesurer, par satellite, la sensibilité globale des écosystèmes au stress hydrique. Les satellites les plus récents mesurent des variations extrêmement faibles du champ de gravitation terrestre, y compris celles causées par des variations de la quantité d’eau stockée sur les continents.

Pendant les années globalement sèches comme 2015 (à l’échelle mondiale), les écosystèmes naturels ont capturé environ 30 % de CO2 en moins que lors d’une année normale. Cela a induit, cette année-là, un accroissement plus rapide de la concentration atmosphérique en CO2.

Des sécheresses sévères dans l'hémisphère Nord engendrent des baisses importantes des rendements agricoles, des réductions de la capture du carbone par les forêts et des accélérations de l’augmentation des concentrations du CO2 atmosphérique. Les plantes répondent aux sécheresses en fermant partiellement leurs stomates (orifices des plantes permettant les échanges gazeux), pour limiter les pertes d'eau par évaporation, au détriment de la capture de carbone par la photosynthèse.

Les chercheurs relèvent une forte cohérence spatiale et temporelle entre la maximisation de l'efficacité de l'utilisation de l'eau et la réduction de la capture du carbone atmosphérique dans l'hémisphère Nord lors des sécheresses qui ont affecté l'Europe, la Russie et les USA en 2001– 2011. L'impact de ces sécheresses est nettement plus important que les prévisions des six modèles les plus performants, à l'heure actuelle, dans ce domaine. Cela suggère que ceux-ci sous-évaluent les rétroactions climat-carbone causées par les sécheresses.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNRS

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