Station scientifique internationale de la Jungfraujoch

Située dans les Alpes bernoises, sur l’éperon rocheux dit du Sphinx, à 3 571 mètres d’altitude, l’observatoire astronomique et météorologique de la Junfraujoch abrite une station de recherche internationale Global Atmosphere Watch et du Network for the Detection of the Atmospheric Composition Change. Cet observatoire scientifique international abrite entre autres le laboratoire de Physique atmosphérique et solaire de l’Université de Liège. C’est là que l’on procède à des mesures de lumière infrarouge. En altitude, pour se préserver des interférences de l’eau, abondante dans les plus basses couches de l’atmosphère, qui risquerait de parasiter les résultats. 

D

epuis maintenant des décennies, le Groupe de l’Institut d’Astrophysique et de Géophysique, et plus particulièrement aujourd’hui le Groupe Infra-Rouge de Physique Atmosphérique et Solaire (GIRPAS) surveille le spectre solaire visible et infrarouge à très haute résolution. Au départ, ces recherches visaient surtout à surtout à définir la composition chimique des couches externes du Soleil. Progressivement, elles se sont réorientées vers la composition de l’atmosphère terrestre, en utilisant le soleil comme source de rayonnement.

La haute altitude de l'observatoire du Sphinx à la Jungfraujoch associée à une instrumentation fournissant une haute résolution et un rapport signal-bruit élevé, permettent de surmonter l'essentiel de l'absorption produite par des gaz à fortes concentrations dans la troposphère et rendent ainsi la quantification et surveillance des gaz traces d'intérêt, principalement concentrés dans la stratosphère, possible.

Résultats

La situation unique de la Jungfraujoch a permis à M. Migeotte de confirmer la présence de monoxyde de carbone (CO) et de méthane (CH₄) dans l’atmosphère, même en lieu non pollué. En 1974, les relevés effectués à la Jungfraujoch par Rodolphe Zander (ULiège) permettent de confirmer également la présence de fluorure d’hydrogène (HF), ce qui constitue la première preuve que les CFCs peuvent atteindre la stratosphère, où ils jouent un rôle dans la destruction de l’ozone. Cela a notamment mené au Protocole de Montréal pour protection de la couche d’ozone (CF. infra).

L’intuition de Marcel Migeotte, physicien à l'ULiège, dès 1951, de l’importance de mesurer la variation de composés chimiques dans l’atmosphère, permet par ailleurs aujourd’hui des comparaisons d’une valeur inestimable. La comparaison entre ces données et les mesures actuelles permet de déterminer les augmentations cumulées de ces constituants au cours des 70 dernières années.

Utilisation et impact

Ces recherches sont d’importance cruciale, notamment dans les domaines suivants :

• Accumulation des gaz à effet de serre et changement climatique ;
• Dégradation de la qualité de l’air ;
• Reconstitution de la couche d’ozone stratosphérique.

Les mesures réalisées à la Jungfraujoch ont dès lors été utilisées pour guider les décisions de politique publique au niveau international en réaction à ces phénomènes, et en assurer le suivi. En septembre 1987, la première mouture du Protocole de Montréal pour la protection de la couche d’ozone a été adoptée. Les mesures prises à la Jungfraujoch ont permis de montrer une décroissance de la charge en chlore à partir du milieu des années 1990, et donc le succès du Protocole de Montréal

Aujourd’hui

Cette tradition de l’étude de notre atmosphère s’est poursuivie jusqu’à aujourd’hui avec la mise en évidence récente par l’équipe actuelle, grâce encore à des mesures prises à la Jungfraujoch, d’un accroissement d’éthane dû à l’extraction des gaz de schistes , une étude menée par Emmanuel Mahieu, Maître de Recherches FNRS à l'ULiège et directeur du GIRPAS.

Recherches menées à la Jungfraujoch

En dehors des recherches menées par l’équipe de l’ULiège et développées en détail ci-après, bien d’autres domaines sont étudiés à la Jungfraujoch :

• Météorologie
• Monitoring des radiations
• Monitoring de l’atmosphère
• Aérosols et formation des nuages
• Radioactivité et rayons cosmiques
• Médecine
• Biologie
• Physiologue vétérinaire
• Glaciologie et permafrost

Historique de la Station

Source :  50 Jahre Hochalpine Forschungsstation Jungfraujoch, KantonalBank von Bern

• 1838-1845 : Premières expéditions scientifiques dans la région
• 1894 : Plan prévoyant la construction d’une station scientifique au Jungfraujoch
• 1912 : Achèvement de tunnel ferré permettant l’accès à la station
• 1930 : Signature du contrat relatif à la construction de la Station scientifique du Jungfraujoch et création de la fondation internationale « Station scientifique du Jungfraujoch ». Les membres fondateurs sont : Allemagne (Kaiser-Wilhelm Gesellschaft), Autriche (Akademie der Wissenschaften), France (Université de Paris), Royaume-Uni (Royal Society), Suisse (Société helvétique des sciences naturelles, Société du Chemin de fer de la Jungfrau), rejoints dès 1931 par la Belgique, représentée par le Fonds National de la Recherche Scientifique (FNRS)
• 1931 : Début des recherches dans les domaines suivants : physiologie, météorologie, glaciologie, rayonnement, astronomie et rayonnement cosmique
• 1936-1937 : Construction de l’observatoire du Sphinx
• 1950 : Installation du premier spectrographe solaire à l’Observatoire du Sphinx (Professeurs Marcel Migeotte et J. Swensson, Dr. L. Neven)
• 1957-1958 : Montage d’un grand spectographe solaire et d’un coelostat à l’Observatoire du Sphinx (Professeurs Migeotte et L. Delbouille, Dr. L. Neven et Dor G. Roland)
• 1966-1967 : Une nouvelle coupole astronomique est construite à l’Observatoire du Sphinx et un télescope de 76 cm y est installé grâce au FNRS, au Centre national français de la recherche scientifique et au Fonds national suisse.
• 1973 : Intégration des observatoires de la Jungfraujoch et du Gogernat au sein de la Hochalpine Forschungsstationen Jungfraujoch und Gogernat (HFSJG).
• 2005 : La station de recherche est certifiée en tant que 23^e « Station de Veille de l’atmosphère global »/Global Atmospehere Watch (GAW) par l’Organisation Mondiale de Météorologie