OTT Pluvio² pour suivre le changement climatique

Ces géants blancs qui scintillent au loin semblent inaccessibles. Et pourtant, les montagnes réagissent avec sensibilité à ce qui se passe dans les plaines. Au milieu des Alpes centrales suisses, à 2440 mètres d'altitude, les scientifiques de la station de recherche alpine de la Furka (ALPFOR) étudient, entre autres, l'influence de l'homme sur la nature en haute montagne. Pour ce faire, ils s'appuient principalement sur des instruments de mesure OTT HydroMet. Depuis l'été dernier, un Pluviomètre à pesée OTT Pluvio²L a été installé à l'ALPFOR. Un article du professeur Christian Körner et du Dr Erika Hiltbrunner.

Grâce aux catalyseurs présents sur les installations industrielles et sur chaque voiture, les émissions d'oxydes d'azote ont été réduites. L'agriculture émet cependant encore trop d'azote ammoniacal (NH3) dans l'atmosphère, notamment au travers de l'élevage d‘animaux et de l'utilisation d'engrais. Toutes les substances libérées dans l'air retombent, à plus ou moins grande distance, sous forme de dépôts d’azote sur la surface de la terre et sur la végétation, les forêts, les prairies, en tout lieu.

Le Pluvio²L aide à comprendre le cycle de l'azote

Dans les montagnes, ces composés azotés solubles sont principalement transportés par la pluie et la neige. Ceux-ci agissent comme un engrais à large spectre et nuisent à la biodiversité en stimulant des plantes telles que les mûres et les orties, reléguant au second plan les espèces plus rares et à croissance lente. Même dans les régions reculées des hautes Alpes, on estime que la nature reçoit un apport en azote dix fois supérieur à celui de l'époque préindustrielle. Les scientifiques souhaitent actuellement mieux comprendre ce fléau écologique. C'est là que le Pluvio²L entre en jeu.

Afin d'évaluer le stress sur les écosystèmes alpins, il est nécessaire, d'une part, de connaître les quantités réelles d'azote soluble déposées et, d'autre part, de comprendre l’impact de ce gaz sur les plantes alpines. À cette fin, il est fondamental de mesurer avec précision les quantités de précipitations. À la station de recherche alpine de la Furka (ALPFOR), située au col de la Furka dans les Alpes centrales suisses à une altitude de 2440 m, l'association à but non lucratif du même nom exploite une station météorologique automatique. Cependant, les conditions sont difficiles : une grande partie des précipitations de l'année tombe sous forme de neige et des vents violents soufflent régulièrement. Les pluviomètres ordinaires à augets basculeurs atteignent leurs limites d’utilisation, ils manquent de fiabilité, même s'ils sont chauffés. Le pluviomètre à pesée muni de sa bague chauffante est donc l’instrument de choix pour ce type d’application. Il permet notamment de mesurer les précipitations solides et liquides.

Un lieu de recherche unique sur le col de la Furka

La concentration des différents composés azotés est connue grâce aux échantillons d'eau et d'air prélevés directement à côté du pluviomètre. Le Pluvio²L fournit les quantités de précipitations associées. À partir de ces deux paramètres, les scientifiques peuvent calculer l'apport d'azote atmosphérique annuel. Ce projet de recherche est dirigé par Dr Erika Hiltbrunner d'ALPFOR.

Le site ALPFOR est très représentatif du climat en hautes montagnes. Installé dans un ancien camp militaire suisse, l’institut dispose d'un réseau électrique et d'une connexion de téléphonie mobile permettant d’alimenter la bague chauffante et de transmettre les données de la station à distance. La télétransmission des données est essentielle car le site est presque inaccessible en hiver en raison du risque élevé d’avalanches. La route du col de montagne est fermée de mi-octobre à mai. Si une éventuelle vidange du vase collecteur est nécessaire, le site n’est accessible qu’en ski de randonnée. Pendant ce processus de vidange, le Pluvio²L s’adapte immédiatement et évite toute lacunes de données.

Un détail supplémentaire : dans les montagnes, la quantité de précipitations peut varier considérablement sur quelques mètres en fonction de l’exposition au vent. Le Pluvio²L est positionné à l’endroit où la valeur moyenne des précipitations estivales sur un rayon de 2 km a été enregistrée. Ce positionnement à fait l’objet d’une étude préliminaire sur douze points de mesure dans ce rayon.

Le Pluvio² complète les instruments de l'équipe de recherche qui s'appuie déjà sur les capteurs OTT HydroMet pour d'autres applications. Le rayonnement et la réflexion solaires sont mesurés par deux pyranomètres Kipp & Zonen CMP11, tandis que la force et la direction du vent sont mesurées par un Lufft Ventus, instrument particulièrement adapté aux conditions extrêmes.

Erika Hiltbrunner est titulaire d'un doctorat en biologie et dirige la station de recherche alpine du col de la Furka. Elle étudie les conséquences de l'augmentation de l'apport d'azote atmosphérique et d'autres aspects du changement climatiques sur la végétation alpine.

Christian Körner est professeur émérite de botanique à l'université de Bâle, lui-même très actif à la station et auteur de deux livres sur l'écologie de la haute montagne.