De grandes frégates portant des sacs à dos cartographient l’atmosphère

Les scientifiques vérifient souvent leurs découvertes sur le terrain et se rendent à l'extérieur pour voir si les modèles informatiques correspondent à ce qui se passe dans le monde réel. Mais cela s’avère difficile lorsque le terrain se trouve à deux milles et demi d’altitude. Entrez un nouvel assistant de terrain : la grande frégate.

Les grandes frégates vivent dans les régions tropicales et volent régulièrement jusqu'à 2 000 mètres (1,25 milles) d'altitude, atteignant parfois des hauteurs de 4 000 mètres (2,5 milles). Une nouvelle étude montre que les grandes frégates équipées de minuscules capteurs peuvent fournir des informations détaillées sur la couche limite planétaire (PBL), qui est la couche atmosphérique dynamique la plus proche de la Terre et où nous subissons les impacts météorologiques, la qualité de l'air et le climat.

La nouvelle recherche a été présentée lors de la réunion annuelle de l'AGU le mercredi 13 décembre à San Francisco et en ligne.

Le PBL relie l’atmosphère à la surface de l’océan, de la terre et de la glace. Elle monte et descend tout au long de la journée et « de nombreux processus météorologiques et climatiques sont liés à cette fluctuation », a déclaré Ian Brosnan, un scientifique marin au centre de recherche Ames de la NASA qui a dirigé les travaux. “La compréhension de la dynamique des PBL est donc fondamentale pour répondre à de nombreuses questions sur le système Terre.”

Les techniques actuelles reposent généralement sur des mesures au sol ou sur la télédétection, mais pour les régions éloignées des océans, « obtenir des échantillons in situ de toute sorte à grande échelle est un défi », a déclaré Brosnan.

Le co-auteur de Brosnan, Morgan Gilmour, écologiste à la NASA, a déjà utilisé de grandes frégates chargées de capteurs pour évaluer si les limites d'une zone marine protégée autour de l'atoll de Palmyra, dans l'océan Pacifique, protégeaient les animaux qui s'y trouvent. Brosnan soupçonnait que les vols des frégates étaient liés au PBL ; si tel est le cas, le projet de Gilmore avait également collecté des échantillons critiques de PBL.

“J'ai immédiatement pensé que les oiseaux pourraient se rendre au sommet du PBL, faire demi-tour et redescendre”, a déclaré Brosnan. “Et ils couvrent probablement aussi un domaine assez vaste.”

Pour vérifier si les modèles de vol des oiseaux correspondaient aux altitudes PBL, ils ont comparé les mesures PBL de l’analyse 2006-2019 aux vols des frégates.

Ils ont constaté que les hauteurs moyennes à long terme des PBL dans cette zone correspondaient très étroitement aux données d'altitude de l'oiseau. L'intuition de Brosnan était juste.

Les frégates marquées avaient échantillonné des profils de température dans le PBL et n’avaient eu aucune difficulté à collecter des données par temps nuageux ou la nuit, contrairement aux approches d’échantillonnage traditionnelles.

“Ces nouvelles approches d'utilisation des données de suivi des animaux peuvent aider la NASA à mesurer la couche limite planétaire et à améliorer les prévisions climatiques ainsi que les prévisions météorologiques et de qualité de l'air”, a déclaré Brosnan.

Il a mentionné qu'après avoir entendu des scientifiques interinstitutions parler de l'importance des données mondiales de suivi des animaux par satellite pour leurs projets de recherche, la NASA a créé le projet « Internet des animaux ». Cela permet aux scientifiques d’intégrer les données provenant des mesures de télédétection avec les données des capteurs sur les animaux, y compris désormais les données PBL de la grande frégate.

Brosnan a déclaré que leur travail est un bon exemple de la manière dont les collaborations interinstitutionnelles et interdisciplinaires peuvent aider à résoudre des questions scientifiques plus vastes. “L'une des choses que nous essayons de faire est de créer un pont entre ces deux communautés – le pistage des animaux et la science atmosphérique – et de voir si nous pouvons enrichir le travail que nous effectuons tous les deux.”