IGAC

Etude de la chimie atmosphérique en Afrique tropicale

Le Projet International sur la Chimie Atmosphérique Globale (IGAC) a été mis en place pour développer les connaissances fondamentales sur les processus naturels et anthropogéniques influençant la composition chimique de l'atmosphère et sur les interactions entre cette composition et les processus biosphériques et climatiques. La prédiction des changements de composition et de chimie de l'atmosphère globale au cours du prochain siècle en constitue un objectif spécifique. IGAC est structuré en cinq focus régionaux: le focus 2 s'intéresse à la variabilité naturelle et aux perturbations anthropogéniques de la chimie atmosphérique tropicale. L'Afrique tropicale est certainement la région où les changements les plus importants de la chime atmosphérique globale peuvent se produire dans un futur proche, du fait :
- de la croissance rapide du développement urbain, industriel et agricole, entrainant une forte augmentation des émissions des polluants atmosphériques, réactifs et dérivés de processus anthropogéniques,
- des flux importants de rayonnement UV solaire, des températures élevées et de la forte teneur en eau de l'atmosphère tropicale, qui provoquent une intense activité photochimique tout au long de l'année dans cette zone de la basse atmosphère. Les perturbations anthropogéniques de ce système chimique très actif affectent de façon croissante la santé des hommes et des plantes, l'acidité atmosphérique, les niveaux des composés à effet de serre et autres constituants atmosphériques ayant une action sur le climat (aérosols, nuages, ...).
- de la convection profonde dans les régions tropicales africaines, qui induit un transport vertical rapide et une remontée efficace des émissions de surface vers la haute troposphère et la basse stratos-phère : les effets des émissions sur la chimie de l'atmosphère ne
se limitent pas seulement à la basse atmosphère, mais ont une influence beaucoup plus étendue.

Trois des quatre activités du focus 2 portant sur l'étude de la chimie atmosphérique en Afrique tropicale sont en cours : BIBEX (expérience sur la combustion de biomasse), BATGE (échange de gaz en trace entre la biosphère et l'atmosphère), et DEBITS (dépôt d'espèces en trace biogéochimiquement actives ).

La plupart des récentes initiatives internationales d'IGAC sont liées aux émissions de gaz en trace par les savanes africaines, et plus généralement à la combustion de biomasse. Les programmes
DECAFE (Dynamique et Chimie Atmosphérique en Forêt Equatoriale) et SAFARI ont fourni des résultats nouveaux, montrant notamment que les principaux effets atmosphériques observés durant ces expériences ont le même ordre de grandeur et la même nature que ceux des pays industriels de l'hémisphère nord. En particulier on note en Afrique tropicale une augmentation de l'ozone troposphérique, une acidification des écosystèmes par les dépôts secs et humides, ainsi qu'une croissance des gaz en trace ayant un impact radiatif.
Sur le schéma conceptuel des interactions biosphère-atmosphère en Afrique tropicale ci-contre, la présence des savanes dans les deux hémisphères couverts par l'Afrique, la convergence des vents vers l'équateur météorologique, le déphasage des saisons sèches et par suite des feux dans ces deux hémisphères contribuent à une pollution générale de la zone équatoriale par les produits de la combustion de biomasse associés aux émissions biogéniques des écosystèmes de savane et de forêt.

Le programme BIBEX est abordé en Afrique au travers de divers projets de recherche tels que :
- FOS/DECAFE 91 (feux de savanes), première expérience multidisciplinaire organisée en Afrique pour étudier les émissions de gaz et particules par les feux de savanes,
- SAFARI 92, expérience en coopération internationale avec des mesures météorologiques et chimiques au sol et en avion dans les régions source ou leur voisinage en Afrique du Sud. SAFARI 94 s'est déroulée en Afrique du Sud en la saison humide afin de caractériser les changements saisonniers de composition atmosphérique.

Le projet le plus stimulant en Afrique tropicale est probablement EXPRESSO (voir lettre de MEDIAS n5). Cette expérience, organisée dans le cadre de BATGE et DEBITS, se déroulera en 1996-97 dans les savanes de la République Centrafricaine et les forêts du Congo. La première période d'observation intensive, en saison sèche, étudiera l'impact sur la chimie troposphérique de la biomasse et des produits naturels des savanes et forêts ; la deuxième, en saison humide, évaluera l'influence spécifique des composés biogéniques.

Enfin, DEBITS a débuté en 1994 un nouveau projet sur l'Afrique dé-nommé IDAF, pour évaluer, à long terme et sur des stations représentatives à l'échelle régionale, les dépôts atmosphériques secs et humides.