Le protoxyde d’azote (N2O) troposphérique observé depuis l’espace

Satellite Metop-B (image ESA) et luminance observée par IASI avec la contribution de l’absorption du N2O

Le protoxyde d’azote (N2O) est le troisième gaz à effet de serre (GES) après le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4) en terme de capacité de réchauffement (hors vapeur d’eau). Les observations des concentrations de N2O en surface montrent une augmentation presque constante depuis la fin des années 70. Celle-ci serait causée principalement par l’augmentation de la fertilisation azotée en agriculture. Mais le N2O est aussi produit pour environ 2/3 par les écosystèmes océaniques et terrestres et la répartition de ses sources demeure incertaine. En effet, le N2O a une durée de vie atmosphérique de plus de 100 ans et donc une variabilité spatio-temporelle très réduite. En outre, les sondeurs dans le domaine de l’infrarouge thermique, seuls capables de détecter le N2O sont moins sensibles aux sources proche de la surface que les sondeurs dans le domaine UV-visible-proche infrarouge utilisés pour le CO2 et le CH4. Caractériser les sources d’émission du N2O depuis l’espace est donc un véritable défi.

La chaîne de traitement SOFRID, développée au LAERO depuis 2009 pour l’Ozone (O3) et le monoxyde de carbone (CO) a été adaptée pour déterminer les concentrations troposphériques de N2O à partir des données du sondeur spatial infrarouge IASI (CNES) à bord ds plateformes Metop (EUMETSAT). Pour la première fois, les données de ce sondeur hyperspectral ont documenté les dynamiques spatiales et saisonnières ainsi que les tendances d’accumulation de ce GES à l’échelle planétaire sur plus d’une décennie. Ces nouvelles données SOFRID-N2O ont été validées par les observations des spectromètres infrarouges (FTIR) de 12 stations du réseau de détection du changement de la composition atmosphérique (NDACC). En particulier, le sondeur IASI et les spectromètres FTIR produisent des tendances comparables dans la moyenne troposphère (~ 1.05 ppbv/an). Ce travail préliminaire ouvre donc des perspectives pour améliorer la cartographie des sources de ce GES. Des collaborations ont été mises en place pour l’exploitation de ces données avec le CESBIO (surfaces continentales/agriculture) et le CNRM (océans).

Rapports de mélange (ppbv) de N2O dans la troposphère (700-350 hPa): carte globale SOFRID-N2O et séries temporelles (2008-2018) à trois stations du réseau NDACC dont la station française du Maido. Les tendances d’accumulation ont été calculées par régression linéaire (traits tiretés).

Référence: Barret, B., Gouzenes, Y., Le Flochmoën, E., and Ferrant, S. Retrieval of Metop-A/IASI N2O profiles and validation with NDACC FTIR data, Atmosphere 2021, 12(2), 219, https://doi.org/10.3390/atmos12020219

https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/le-protoxyde-dazote-tropospherique-observe-depuis-lespace

Contacts: brice.barret@aero.obs-mip.fr (LAERO/OMP) et sylvain.ferrant@ird.fr (CESBIO/OMP)

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