Le méthane est un important gaz à effet de serre, et sa concentration atmosphérique a presque triplé depuis l'ère préindustrielle. Des fluctuations saisonnières se superposent à cette augmentation, avec un minimum en été.
Une étude publiée dans la revue Nature, à laquelle ont participé des chercheurs du LSCE, présente une analyse spatio-temporelle de ces fluctuations saisonnières, en s'appuyant sur plusieurs décennies de données d'observation et de modélisation.
Les auteurs montrent que l'amplitude de la fluctuations saisonnière — définie comme la différence entre les concentrations maximales et minimales de méthane au cours d'une année — a connu des tendances différenciées depuis les années 1980 : une diminution significative aux latitudes arctiques et au contraire, une augmentation dans certaines régions tropicales. Grâce à leur expertise en modélisation atmosphérique et en chimie de l'atmosphère, les scientifiques ont pu attribuer ces tendances aux effets combinés du réchauffement climatique et du changement de la chimie atmosphérique.
Des phénomènes de fluctuation saisonnier propre à chaque région
Les simulations menées avec les modèles GEOS-Chem et LMDZ-INCA ont en effet montré que l'augmentation des émissions naturelles de méthane en été par les zones humides arctiques, favorisée par un climat plus chaud et plus humide, atténue les cycles saisonniers du méthane dans ces régions. Précisément, les émissions en Arctique sont plus importantes en été quand les sols sont dégelés, ce qui a pour effet de décaler le minimum de la fluctuation saisonnière vers le haut, et donc réduire l'amplitud de cette fluctuation pour ces zones arctiques.
Pour les zones tropicales, les auteurs soulignent un rôle de la variabilité saisonnière du radical hydroxyle (OH), principal agent d'oxydation (de destruction) du méthane dans l'atmosphère. Avec le réchauffement, davantage de radicaux OH sont produits en été par un fort rayonnement UV, ce qui augmente l'élimination du méthane (CH4) en été. Cela décale donc le minimum de la fluctuation saisonnière vers le bas, et donc l'amplitude de la fluctuation saisonnière sur l'année augmente dans ces zones tropicales.
Intégrer les fluctuations saisonnières dans les modèles : un enjeu climatique
Cette étude souligne l'importance d'intégrer les signaux saisonniers dans les modèles de prévision du méthane et offre un diagnostic inédit sur l'évolution dynamique de son amplitude saisonnière. L'étude fournit ainsi un indicateur robuste pour différencier les contributions relatives des différentes sources et puits dans un contexte de changement climatique accéléré.
Ces résultats sont essentiels pour affiner les stratégies d'atténuation des émissions de méthane et soulignent l'importance de poursuivre les efforts pour les réduire afin d'atteindre les objectifs climatiques fixés par l'Accord de Paris.
Cette étude met également en lumière le rôle central joué par le LSCE dans la compréhension des changements climatiques globaux.