L’observatoire Atmosphérique de Chacaltaya à l’honneur lors des 50 ans de l’IRD en Bolivie

En 2012, un consortium international¹ coordonné par l’Universidad Mayor de San Andres (UMSA) de La Paz en Bolivie et l’IRD établissait la station de mesure atmosphérique de Chacaltaya (CHC), à 5200 m d’altitude dans les Andes Boliviennes (voir IRD http://www.bolivia.ird.fr/toda-la-actualidad/la-actualidad/el-observatorio-atmosferico-de-chacaltaya-la-composicion-de-la-atmosfera-en-bolivia-examinada-con-lupa). Membre du réseau GAW (Global Atmosphere Watch) de l’Organisation Mondiale de la Météorologie, et associée aux Infrastructures de recherche ACTRIS et ICOS, la station fournit en continue des informations sur la composition atmosphérique (gaz à effet de serre, propriétés physique, chimiques et optiques des particules d’aérosol, gaz réactifs). L’ensemble de ces informations est disponible via les centres de données internationaux, notamment ACTRIS-DC.

Les premières années d’observations ont permis d’illustrer à la fois l’importance du transport longue distance, notamment comment les feux dans le bassin Amazonien influencent la composition atmosphérique dans la cordillère et l’impact de la zone urbaine de La Paz / El Alto que l’on détecte de manière quasi journalière à la station sous la forme d’un pic matinal de polluants (comme le carbone-suie).

Ces observations ont amené le consortium à développer plus encore l’étude de la circulation atmosphérique à l’échelle régionale qui conditionne fortement les observations de haute altitude. L’atmosphère de la profonde vallée de La Paz, de l’altiplano à EL Alto et de la haute altitude sont connectées à travers des mécanismes complexes, fortement liés au développement de la convection durant la journée.

Ceci influence fortement la qualité de l’air dans l’agglomération, à la fois dans la vallée et dans la ville d’El Alto. Les observations dans les deux agglomérations, qui ont débuté en 2016, montrent des très fortes variabilités journalières des polluants. Le pic matinal est renforcé par une couche de mélange qui empêche la diffusion des polluants. Dans la journée, son épaississement entraine une diminution des concentrations au sol, en dépit des émissions soutenues.

En Novembre 2012, le consortium était présent lors d’un événement tout à fait particulier : le recensement de la population durant lequel la circulation en ville était interdite. Les mesures montrent alors une diminution presque totale des polluants particulaires, illustrant l’importance de la source véhiculaire. L’IRD et l’IGE, en partenariat avec les collègues de CSIC en Espagne et la UMSA travaillent aujourd’hui à mieux identifier ces sources.

En 2015, à partir des mesures effectuées à CHC, Rose et collègues² mettaient en évidence le phénomène de nucléation de nouvelles particules à la station. Ce phénomène avait déjà été identifié en très haute altitude à la station Nepal-Climate Observatory Pyramid mais jamais avec une telle fréquence. Profitant de l’infrastructure GAW et de la logistique assurée par l’IRD, une très campagne internationale se déroule depuis décembre 2017, à CHC, sous la responsabilité de l’Université d’Helsinki (UHEL), avec la participation d’un consortium européen³ et international⁴ . L’objectif principal de la campagne est de comprendre le processus menant à ces fréquents événements de formation de nouvelles particules sur le site, et d’identifier l’origine des précurseurs gazeux. Plusieurs dizaines d’instruments sont déployés pendant 6 mois (fin de campagne en juin 2018) sur un profil vertical de plus de 2000 m (entre 3400 m dans la ville de La Paz et la station CHC à 5300m). Dans le cadre de la campagne, des cours et des séminaires sont régulièrement proposés aux étudiants de l’UMSA dont certains sont également impliqués dans le fonctionnement des instruments et l’analyse des résultats de la campagne.

L’initiative « Chacaltaya » est un très bon exemple de la stratégie internationale ACTRIS pour soutenir le développement de stations d’observation dans les régions du monde où les mesures manquent cruellement, pour entreprendre des actions de formation auprès des partenaires pour assurer des observations de qualité, pour favoriser les initiatives d’accès transnational de campagnes de recherche ciblées et les collaborations avec d’autres infrastructures de recherche, en étroite coopération avec l’Organisation Météorologique Mondiale.

Contacts :
Paolo LAJ – IGE/UGA
Patrick GINOT – OSUG/IRD
Gaëlle UZU – IGE/IRD

¹CNRS laboratoires IGE (UGA-CNRS-G-INP, IRD), LaMP (UCA-CNRS), LSCE (UVSQ-CEA-CNRS), IRD, TROPOS, SU (Suède), CSIC (Espagne)
²Rose, C., Sellegri, K., Moreno, I., Velarde, F., Ramonet, M., Weinhold, K., Krejci, R., Andrade, M., Wiedensohler, A., Ginot, P., and Laj, P. : CCN production by new particle formation in the free troposphere, Atmos. Chem. Phys., 17, 1529-1541, 2017.
³UHEL (Finlande), UINBK (Autriche), UGR (Espagne), TROPOS (Allemagne), UGA-CNRS (France), UCA-CNRS (France), ISAC-CNR (Italie), KIT (Allemagne)
⁴USP (Brasil)