Mesure des teneurs en ammoniac dans la couche supérieure de la troposphère

Une étude menée par une équipe de chercheurs de l’institut de météorologie et de recherche sur le climat de l’institut de technologie de Karlsruhe (KIT) en collaboration avec l’université du Colorado et l’université nationale autonome de Mexico, indique pour la première fois la présence d’ammoniac dans la partie supérieure de la troposphère dans les régions asiatiques sujettes aux périodes de mousson. Ce composé aurait une influence dans la formation d’aérosols, eux-mêmes à l’origine de la formation des nuages.

L’ammoniac, molécule constituée par l’association d’azote et d’hydrogène (NH3), est principalement produite par le secteur agricole (élevage, engrais). Au nord de l’Inde et au sud-ouest de la Chine, l’émission de ce gaz y est observée et ne peut qu’augmenter étant donné l’accroissement de la population et le réchauffement climatique. En plus d’engendrer une pollution des écosystèmes, la molécule d’ammoniac peut également entraîner la formation d’aérosols, qui auraient eux-mêmes une influence sur la condensation de l’eau sous forme de nuage. Ceci aurait pour conséquence un refroidissement de l’atmosphère qui compenserait une partie du réchauffement induit par les gaz à effets de serre.

 

Dans ce contexte, les équipes de recherche impliquées dans ce projet ont souhaité évaluer la répartition de l’ammoniac dans la partie supérieure de la troposphère [1]. Les mesures ont été effectuées sur une durée de 10 ans (2002-2012) grâce au spectromètre infra-rouge MIPAS présent sur le satellite européen ENVISAT. Les spectres infra-rouges obtenus permettent alors d’identifier les molécules de gaz présentes. Par rapport au grand nombre de données accumulées, une moyenne est effectuée sur une période de trois mois pour un domaine correspondant à 10° d’angle selon la longitude et la latitude et 3 kilomètres de hauteur (altitudes comprises entre 12 et 15 km).

 

Les résultats obtenus indiquent des concentrations en ammoniac plus élevées à la période des moussons dans les zones asiatiques confrontées à ce phénomène climatique. Les concentrations mesurées peuvent atteindre jusqu’à 33 pptv (33 molécules d’ammoniac par trillion [2] de molécules d’air) alors qu’elles ne dépassent pas la limite de détection de quelques pptv en dehors de ces périodes ou dans d’autres régions. Ces résultats montrent que, dans les conditions météorologiques spécifiques des moussons, les molécules d’ammoniac présentes sous forme d’aérosol persistent jusque dans la partie supérieure de la troposphère.

 

Cette étude qui indique pour la première fois ce genre de résultats va permettre d’affiner des modèles. Par ailleurs, ces résultats seront complétés par une campagne de mesures ayant lieu en 2017 avec un nouvel appareil de mesure (caméra infra-rouge GLORIA ayant une meilleure résolution que le spectromètre MIPAS utilisé ici).

 

[1] L’atmosphère est constituée de différentes enveloppes dont l’épaisseur varie. La troposphère est la couche qui va de la surface terrestre jusqu’à une dizaine de kilomètres d’altitude. C’est la partie supérieure de cette enveloppe qui fait l’objet de cette étude.

 

[2] 1trillion correspond à 1 milliard de milliard soit 1018.


Publication scientifique : M. Höpfner, R. Volkamer, U. Grabowski, M. Grutter, J. Orphal, G. Stiller, T. von Clarmann, and G. Wetzel, ’’First detection of ammonia (NH3) in the Asian summer monsoon upper troposphere’’. Atmospheric Chemistry and Physics, 2016, DOI : 10.5194/acp-16-14357-2016

 

Source :  » Erstmals Ammoniak in der oberen Troposphäre nachgewiesen », Communiqué de presse du KIT, 22/11/2016https://www.kit.edu/downloa/pi/KIT_PI_2016_158_Erstmals%20Ammoniak%20in%20der%20oberen%20Troposphaere%20nachgewiesen.pdf

 

Rédacteur : Luc Massat, luc.massat[at]diplomatie.gouv.fr – www.science-allemagne.fr