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Que cherche-t-on à observer et à modéliser ?

Dans les domaines « océan, atmosphère, surfaces continentales », tout est une question d’interactions et d’échanges entre des grands réservoirs à la surface de la planète Terre. A peine 20 km séparent le fond des océans du sommet de notre atmosphère proche (la troposphère), et ces petites distances permettent des échanges constants d’énergie et de matière entre les grands réservoirs terrestres : atmosphère, océan, glaces, surfaces continentales, sols, biosphère…. Ces grands cycles naturels conditionnent la vie sur Terre notamment par le contrôle du climat et des ressources disponibles. Ils s’accompagnent d’événements paroxysmaux à l’origine de risques naturels, susceptibles d’être amplifiés par l’activité humaine, tels que les crues, les inondations, les sécheresses, et indirectement les risques glaciaires et les mouvements de terrain.
Des observations de longue durée, complétées par des expérimentations plus courtes, permettent une meilleure compréhension des mécanismes bio-physico-chimiques qui contrôlent ces cycles. Leur modélisation a pour objet la compréhension et la prévision de leur évolution à différentes échéances spatiales et temporelles en liaison avec leur impact socio-économique (gestion des ressources et des risques).

Parmi les entités de recherche de l’Observatoire de Grenoble, des personnels spécialistes en Glaciologie, Hydrologie, Géochimie, Océanographie ou encore Ecologie développent des études plus spécifiques sur les grand réservoirs du Cycle de l’Eau (océan, rivières, glaciers, calottes, banquise) et de l’Atmosphère (aérosols, chimie, gaz…). Certaines de ces entités sont labellisées au niveau national comme « Service d’Observation ». Leur mission est d’observer, d’expérimenter, de comprendre, de modéliser et de prévoir l’évolution de ces milieux et leurs interactions.

L’OSUG est ainsi impliqué dans différents Services d’Observation (SO) de la thématique « océan, atmosphère, surfaces continentales », avec 3 SO traitants des Surfaces Continentales (OHM-CV, AMMA-CATCH, GLACIOCLIM) et un SO de la thématique Atmosphère (CESOA). L’OSUG gère également un atelier portant sur les échanges air-neige (CENACLAM) et un atelier sur les aérosols (ORAURE) d’envergure internationale puisque géré par un consortium européen.

Les trois grandes particularités des Services d’Observation Surfaces Continentales Océans et Atmosphère (SCOA) sont les suivantes :

  • Les milieux à la surface de la Terre étant en interaction, la particularité des SO de la thématique SCOA est d’associer des réseaux de mesures sur différents réservoirs. Par exemple, on ne peut suivre et comprendre les crues dans la région des Cévennes (SO OHM-CV) sans observer et modéliser à la fois le débit dans les rivières et les quantités d’eau présentes dans les nuages à l’origine de la pluie. De même, le composé chimique « Soufre » présent dans notre atmosphère (composé jouant un rôle majeur dans le fonctionnement la machine climatique) est en grande partie dépendant des émissions de l’océan (et notamment de l’océan austral). Le SO CESOA mesure ainsi à la fois ce composé et ses dérivés dans l’océan et dans différentes couches de l’atmosphère.
  • La deuxième particularité des SO de la thématique SCOA est de couvrir des zones géographiques extrêmement variées, depuis les grandes zones arides d’Afrique (SO AMMA-CATCH) aux glaciers de montagne de l’Himalaya (SO GLACIOCLIM ) et de permettre d’aborder les phénomènes à des échelles spatiales très variées. Ainsi, les paramètres mesurés peuvent être représentatifs d’un petit secteur mais peuvent aussi bien être mesurés sur de grands bassins versants. Les mesures sont ainsi très souvent « emboitées », c’est-à-dire que les différents paramètres sont mesurés de la petite à la grande échelle. Les personnels des SO de l’OSUG, à travers leurs réseaux de mesure, collectent des instantanés de notre planète et de ces différents visages.
  • Enfin, et c’est la troisième particularité des SO de la thématique SCOA, la sensibilité des milieux étudiés aux changements climatiques est fortement prononcée. Que l’on parle de régions englacées ou de régime de moussons, ces milieux sont extrêmement réactifs aux variations du climat. Les paramètres suivis grâce aux SO fournissent des indicateurs très précieux de l’évolution du climat. Leur suivi sur le long terme est la clef de la compréhension et de la modélisation de la machine climatique terrestre. Leurs sensibilités aux changements climatiques peuvent aussi être amplifiés par l’activité humaine, et engendrer ainsi des crues, des inondations, des sécheresses...

Ainsi, dans la thématique « surfaces continentales, océan, atmosphère », ce que l’on cherche à observer et à modéliser, ce sont des indicateurs de long terme, sur des sites très variés et sensibles et en forte interactions les uns avec les autres. A l’OSUG, quatre SO suivent des indicateurs variés : les débits de crues dans les Cévennes, l’évolution des glaciers, les régimes de pluie en Afrique de l’Ouest et le Soufre des hautes latitudes.

L’observation des crues en Cévennes-Vivarais (SO OHM-CV)

Par ce SO, ce sont les crues et les inondations qu’elles produisent que l’on cherche à observer. Ces inondations sont la cause de dégâts très importants, aux coûts financiers élevés, d’autant plus si les zones sinistrées sont habitées. Ces inondations sont la conséquence de phénomènes météorologiques extrêmes qui donnent lieu à des pluies de fortes intensités et à des crues très rapides, appelées crues-éclair. Les personnels du SO cherchent à améliorer les connaissances et les possibilités de prévision de ces (...)

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L’Observatoire de la Mousson Africaine (SO AMMA-CATCH)

La variabilité du climat des régions du monde situées proches de l’équateur a un impact global et régional sur notre planète puisque c’est la source chaude du climat de notre planète. Dans ces régions, on observe bien souvent des cours d’eau asséchés, une diminution de la couverture végétale, une baisse du niveau des nappes… Tous ces facteurs doivent être suivis parce qu’ils influencent le quotidien des habitants de ces régions, conduisant parfois même jusqu’à des épisodes de famine. Grâce au SO AMMA-CATCH, (...)

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L’observatoire des glaciers polaires et de montagne (SO GLACIOCLIM)

Grâce à ce SO, ce sont les variations des glaciers que l’on cherche à observer. En effet, l’évolution des glaciers est l’un des indicateurs importants sélectionnés par le Groupe Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (IPCC) pour situer la variabilité et les tendances climatiques au cours du dernier siècle. Observer les glaciers permet désormais de disposer d’un indicateur climatique essentiel pour le passé comme pour le futur. Ainsi, dans les Alpes, ce sont parfois plus de 100 ans de mesure (...)

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L’Observatoire du Soufre dans l’Océan Austral (SO CESOA)

Le soufre et ses dérivés jouent un rôle primordial sur la chimie atmosphérique et les échanges radiatifs. C’est en particulier le cas en zone polaire, aux hautes latitudes sud, où la production naturelle de ces composés, pourtant très mal connue, est très importante en période estivale.
CESOA a pour objectifs principaux de mesurer sur la durée les différents composés clés du cycle du soufre produit par le plancton à ces latitudes, d’examiner les causes de leur variabilité d’une année à l’autre et (...)

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