2 L’augmentation des gaz à effet de serre depuis le début de l’ère industrielle a un impact direct et avéré sur le climat. La part de l’agriculture dans les émissions globales de gaz à effets de serre est significative. En 2010, elle a ainsi représenté 20% des émissions françaises. L’agriculture, au sens large, est donc appelée à contribuer à l’effort de réduction de ces émissions [CO ] pour atteindre l’objectif d’une division par 4 à l’horizon 2050, fixé aux [CH ] niveaux nationaux et internationaux. Les forêts, au [N O] contraire, piègent près de 27% des émissions de CO2 Concentrations en GES de l’année 0 à 2020 (MacFarling-Meure et al., 2006) d’origine fossile. 2 4 LE RÉSEAU D’OBSERVATION ICOS Développé depuis 2008, ICOS (Integrated Carbon Observation System) est une infrastructure d’observation développée par le CEA, l’Inra et le CNRS. Initiative européenne lancée par la France, ICOS constitue un très grand instrument scientifique de classe mondiale pour la communauté de recherche sur l’environnement. ICOS est organisé en un réseau européen de mesures portant sur les écosystèmes, l’atmosphère et les océans. En suivant en temps réel les émissions de gaz à effet de serre agricoles et forestières, ICOS permet aux scientifiques de suivre et de comparer différents types de cultures (céréalières, énergétiques, prairies, plantations forestières et forêts, zones humides). Ce suivi opéré jusqu’en 2035 permettra également de détecter et de comprendre les effets des changements environnementaux sur les agroécosystèmes. DES RÉPONSES SCIENTIFIQUES AUX ENJEUX GLOBAUX Comment vérifier l’impact des mesures prises ? Comment réduire les incertitudes sur les bilans de GES aux échelles spatiales pertinentes Comment maîtriser le présent et le futur ? Par l’agriculteur, l’éleveur, le forestier, l’acteur territorial, l’industriel, le gouvernement Exploitation Commune Région Pays Continent Elargir notre compréhension, améliorer notre capacité de prédiction Suivi environnemental, continu, précis, cohérent et distribué Densifier et homogénéiser les réseaux de mesure, les inter-connecter, les mettre en cohérence avec les observations globales Améliorer les modèles utilisés, leur utilisation combinée aux données observées OBSERVER ET MESURER LES GAZ À EFFET DE SERRE Changement climatique : stratégies d’observation ©Inra - février 2015 - Mission Communication INRA Bordeaux-Aquitaine - contacts scientifiques : Denis Loustau, (Umr ISPA) - ©crédit photo : INRA (Guy Pracros) 2 2 OBSERVER À L’ÉCHELLE GLOBALE Le réseau d’observation coordonné par ICOS concerne l’atmosphère, les écosystèmes continentaux et l’océan. • Le réseau atmosphérique comprend une trentaine de tours de 100 à 300m de hauteur. Outre le suivi des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, ces mesures permettent de calculer les flux émis par les surfaces continentales à une large échelle (50-100km). • Le réseau «Ecosystèmes» est constitué de 70 stations réparties dans 16 pays. Il représente les grands types d’usages des terres : cultures, prairies, forêts, zones humides. Ces observations permettent d’établir le bilan de différents usages des terres, de suivre son évolution et d’en comprendre les principaux déterminants. • Le réseau ICOS Océan est constitué d’une quinzaine de vaisseaux et d’autant de stations fixes qui mesurent en continu les concentrations en gaz à effet de serre de l’atmosphère et de la couche supérieure de la colonne d’eau. Ces données permettent d’établir une estimation précise des échanges entre atmosphère et océan. Source ICOS : www.icos-infrastructure.eu Les stations du réseau Ecosystème d’ICOS France représentent environ une centaine de chercheurs , ingénieurs et techniciens scientifiques. Avec 16 sites participants, le réseau permet de suivre le fonctionnement et l’évolution des grandes cultures (Grignon, Toulouse, Avignon, Mons), prairies (Lusignan, Clermont-Ferrand, Dijon, Kourou) et forêts (Nancy, Fontainebleau, Marseille, Montpellier, Bordeaux, Guyane). OBSERVER ET MESURER LES GAZ À EFFET DE SERRE Changement climatique : stratégies d’observation Profil vertical de mesures de vent, concentration en dioxyde d carbone (CO2), humidité et température de l’air qui permettent de calculer les transferts convectifs de chaleur entre végétation et atmosphère. Mesures par thermopile du rayonnement atmosphérique. L’atmosphère émet vers la terre un rayonnement de grande longueur d’onde distinct du rayonnement solaire et qui est une composante essentielle du bilan d’énergie de l’écosystème. Montage en forêt d’un système de mesure des flux de gaz à effet de serre (CO2, H2O, CH4) basé sur le principe de covariations temporelles de la vitesse d’air et des concentrations en gaz. Cette mesure permet notamment d’établir avec précision le bilan de carbone des cultures, forêts et prairies. Caméra automatique dont les images réassemblées forment un «film» de l’évolution de la végétation à long terme. Monitoring de la vitesse et de la direction du vent. Mesure du rayonnement utile reçu par le couvert et de ses fractions directe et diffuse. Essentielle pour comprendre comment fonctionne la photosynthèse du couvert, cette mesure permet aussi de suivre l’impact de la pollution de l’atmosphère par les aérosols sur le rayonnement utile reçu par la végétation. Instruments utilisés pour la détermination des flux convectifs de chaleur et CO2 déployés ici sur une coupe rase forestière. Monitoring de la température végétale par radiomètre thermique et de réflectance spectrale directionnelle qui permet de suivre l’évolution des couleurs du couvert végétal et de ses variations saisonnières et interannuelles (phénologie). INSTRUMENTS DE MESURES TERRESTRES Changement climatique : stratégies d’observation ©Inra - février 2015 - Mission Communication INRA Bordeaux-Aquitaine - contacts scientifiques : Denis Loustau (Umr ISPA) - ©crédit photo : INRA - infographie adaptée depuis ipcc.ch/report 3