La température réelle au sol enfin cartographiée

La plupart des cartes de températures disponibles à l’échelle globale donnent la température de l’air telle que mesurée par les stations météorologiques, c’est-à-dire sous abris et à une hauteur standard comprise entre 1,25 et 2 m au-dessus du sol, suivant les normes de L’Organisation Météorologique Mondiale (OMM).  Pour rendre compte des conditions réelles de températures telles qu’elles sont ressenties par les organismes vivant responsables de l’activité biologique dans le sol et à proximité de l’interface air-sol, une équipe internationale de recherche a, pour la première fois, cartographié de manière globale les températures qui règnent dans les quinze premiers centimètres du sol.

Les données de mesures de températures du sol se sont multipliées au cours de ces dernières années grâce, notamment, à la commercialisation de mini-capteurs à bas prix permettant de suivre et d’enregistrer, de manière autonome et suffisamment précise, les variations de températures telles que ressenties localement. La multiplication de ces enregistrements en différents endroits du monde a entraîné la création très récente d’une base d’envergure mondiale, nommée SoilTemp, qui recense l’ensemble de ces données de températures. Cette base cofondée par Jonas Lembrechts et Ivan Nijs, de l’Université d’Anvers en Belgique, et Jonathan Lenoir, chercheur au CNRS, a servi de socle à la cartographie globale des températures du sol. A l’aide d’un algorithme d’apprentissage automatique nourri des données issues de plus de 8500 mini-capteurs disséminés à travers le monde, l’équipe de recherche a mis au point plusieurs modèles prédictifs basés, en partie, sur les propriétés physico-chimique des sols et sur les conditions climatiques à long terme (1979-2013) qui sont déjà disponible à 1 km de résolution à l’échelle globale. Ces modèles ont permis de spatialiser, pour chaque unité spatiale de 1 km2, les conditions de températures (moyenne annuelle, maximum du mois le plus chaud, minimum du mois le plus froid, amplitude thermique annuelle, etc.) entre 0 et 5 cm ainsi qu’entre 5 et 15 cm de profondeur pour une majorité de biomes terrestres.

« C’est la première fois que l’on dispose d’une telle carte sur les conditions de températures dans le sol à une aussi grande étendue spatiale », affirme Jonathan Lenoir, à l’initiative de cette étude. « C’est une véritable avancée scientifique et technique qui permettra sans nul doute d’améliorer nos connaissances des processus biologiques à l’interface air-sol », ajoute-t-il.

Les résultats de cette cartographie globale montre que la température moyenne annuelle des cinq premiers centimètres de sol est en moyenne 3.6°C (±2.3°C) plus chaude que celle de l’air sous un abri météo dans les biomes les plus froids et/ou les plus secs du globe, comme la toundra, la taïga ou les déserts subtropicaux. Dans les biomes plus chauds et humides, comme dans les savanes tropicales ou dans les forêts tropicales humides, la température moyenne annuelle du sol est plus fraîche de 0.7°C (±2.7°C), en moyenne, que celle de l’air sous abri météo. La distribution géographique de ces écarts observés entre température moyenne annuelle de l’air et du sol suggère que l’amplitude de l’augmentation des températures du sol sous l’effet du réchauffement climatique global ne sera pas la même que celle observée pour la température de l’air. Ainsi, une augmentation des températures moyennes annuelles de l’air de l’ordre de 1°C entraînera une augmentation moindre ou plus grande des températures moyennes annuelles dans le sol suivant l’endroit dans lequel on se trouve. Il est difficile de se prononcer sur les tendances futures car nous manquons de données à long terme pour l’évolution des températures du sol. Néanmoins, ces écarts observés ne sont pas sans conséquences sur la distribution spatiale des organismes vivant dans le sol et à proximité de l’interface air-sol.

Carte globale des températures moyennes annuelles dans la première couche superficielle de sol (0-5 cm) telles que ressenties par les organismes vivants responsables de l’activité biologique des sols (Source : Julia Kemppinen, Johan van den Hoogen & Jonas Lembrechts). Les zones en noir sur la carte correspondent aux zones géographiques pour lesquelles il existe un trop grand risque d’extrapolation des prédictions issues de nos modèles.

 

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