Exercices d’attribut

Attributions offline

Capacité oxydante de l’atmosphère

Principe Pour débuter ce chapitre, et afin d’illustrer la méthodologie, nous nous proposons de réaliser une première attribution limitée à un seul module d’OSCAR, celui de chimie atmosphérique, et portant sur la capacité oxydante de l’atmosphère. Nous définissons ici le changement de cette capacité oxydante (par rapport au préindustriel) comme étant strictement égal au changement de l’intensité relative du puits OH telle que décrit en section 2.2.1, c’est-à-dire égal à :L’équation (6.1) nous permet d’identifier, dans notre modèle, six drivers du changement de capacité oxydante de l’atmosphère : le taux de méthane atmosphérique ([CH4]), la température de l’air en surface (TAS ), les émissions anthropiques d’oxydes d’azote (ENOx ), de monoxyde de carbone (ECO), de composés organiques volatiles (EVOC), ainsi que les émissions dues à la combustion de biomasse (EBB) que nous choisissons de regrouper pour les trois précurseurs de l’ozone. Pour appliquer notre méthode d’attribution, puisque la fonction fOH est non-linéaire, le calcul des dérivées partielles est nécessaire.

Résultats

Les résultats de cette attribution sont illustrés en figure 6.1. On y voit l’évolution temporelle des contributions des six forçages physiques (notés ∆k fOH, k étant l’axe des forçages). La somme de ces contributions est, à tout instant, strictement égale à la valeur totale de la variable simulée (i.e. P k ∆k fOH = ∆fOH). Globalement, notre modèle simule une capacité oxydante plus faible au XXè siècle qu’au pré-industriel, avec des contributions de chaque forçage ne changeant pas significativement de signe sur l’ensemble de la période (i.e. les dérivées partielles de l’équation (6.2) sont de signe constant). Les changements de capacité oxydante de l’atmosphère jusqu’en 1950 sont largement déterminés par la concentration en méthane atmosphérique, puisque les deux courbes sont sensiblement confondues. Ceci s’explique par l’absence d’effet significatif du climat, et par le fait que les effets respectifs des précurseurs de l’ozone s’annulent mutuellement. Après 1950, la courbe décrivant la variable totale s’éloigne de celle de la contribution du méthane, cette dernière continuant à augmenter négativement. Notre figure montre que ce comportement est expliqué par les émissions d’oxydes d’azote anthropiques qui prennent un effet déterminant sur la deuxième moitié du siècle passé. Les contributions des deux autres précurseurs de l’ozone (CO et VOC), bien que négatives, restent inférieures à celle des NOx, d’un facteur 4 en 2008. Enfin, notons que les effets de la combustion de biomasse et du climat se compensent approximativement dans notre modèle. L’attribution que nous venons d’effectuer est à vocation pédagogique. Nous ne prétendons pas que le module de chimie atmosphérique d’OSCAR décrive parfaitement les phénomènes en jeu, ou même que ses résultats correspondent aux observations. En effet, si des mesures indirectes et des estimations par inversions 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 −150 −100 −50 0 50 100 150 200 250 ¯∆k fOH (%) ∆[CH4] ENOx ECO EVOC EBB ∆TAS Figure 6.2 – Contributions relatives au changement de capacité oxydante. de la concentration en radicale OH ont déjà été menées (Forster et al., 2007), il est délicat de les comparer à notre simulation ; la première raison étant que nous ne calculons pas explicitement la concentration en OH, mais le produit de cette concentration par une constante de réaction normalisée (i.e. fOH est adimensionnée). Enfin, dans l’optique de compléter cette approche pédagogique, montrons une représentation alternative des résultats d’un exercice d’attribution, que nous réutiliserons plus loin : celle des contributions relatives, notées d’un préfixe ∆.