Surveillance du dioxyde d'azote depuis l'espace
Sentinel-5P TROPOMI est un instrument satellite conçu pour observer et surveiller les gaz atmosphériques et la pollution atmosphérique. Il détecte quotidiennement le NO2 mondial à l'échelle de la banlieue, ce qui se traduit notamment par une meilleure modélisation de la qualité de l'air.
Surveillance du dioxyde d'azote
La pollution atmosphérique est un problème social majeur dans les pays Benelux densément peuplés et industrialisés. Un récent rapport de l'Agence européenne pour l'environnement (AEE) montre qu'en Europe, jusqu'à 400 000 personnes meurent chaque année des effets directs et indirects de la pollution atmosphérique et provoquent souvent des maladies respiratoires et cardiovasculaires.
La réduction de la pollution atmosphérique nécessite une approche intégrée ayant pour rôle:
- L'inventaire des émissions
- Les mesures au sol et par satellite
- La modélisation sur ordinateur
Détection quotidienne et mondiale du NO2 à l'échelle urbaine
Surveillance du dioxyde d'azote depuis l'espace
L'un des principaux gaz polluants est le dioxyde d'azote (NO2). Il s'agit d'un gaz réactif qui joue un rôle dans la formation de particules et d'ozone (O3) et provoque des problèmes respiratoires chez de nombreuses personnes. Le NO2 est principalement produit lors des processus de combustion dans la circulation et l'industrie et est donc un indicateur de l'activité économique humaine. Dans le milieu de vie naturel, la précipitation de NO2 entraîne une diminution de la biodiversité. L'instrument de surveillance de l'ozone troposphérique (TROPOMI) mesure les concentrations de divers gaz atmosphériques, dont le NO2, depuis l'espace depuis octobre 2017. Ces mesures quotidiennes permettent d'identifier les sources d'émission et de les suivre dans le temps.
Copernicus Sentinel-5P TROPOMI
TROPOMI a été lancé en octobre 2017 à bord du satellite Sentinel-5P. Sentinel-5P est le premier d'une série de satellites conçus pour surveiller la composition atmosphérique dans le cadre Copernicus, le programme d'observation de la Terre de la Commission européenne. TROPOMI détecte chaque jour la pollution de l'air dans le monde avec une résolution spatiale à l'échelle des quartiers de ville (3,5 × 5,5 km2).
Ces mesures fournissent des informations précieuses sur la concentration des gaz polluants au-dessus des zones urbaines et industrielles, ainsi qu'un aperçu clair de la distribution du NO2 dans le Benelux. Cette carte donne un exemple des observations quotidiennes de NO2. Le NO2 est transporté par un vent du nord-est en aval des zones de pollution urbaine, ainsi que des zones industrielles de la Ruhr et de Rotterdam.
L'Institut royal d'Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB) a récemment développé une méthode pour traduire les mesures TROPOMI en concentrations moyennes sur des échelles journalières à mensuelles. Ces images globales avec des concentrations moyennes de pollution atmosphérique seront également bientôt disponibles via Terrascope.
Cartes de NO2 quotidiennes et mensuelles à l'échelle mondiale
Approche intégrée: satellites, avions et modèles de qualité de l'air
Des mesures aériennes ont été effectuées pour déterminer les concentrations de NO2 à une échelle spatiale encore plus fine et pour améliorer les mesures de la qualité de l'air par satellite. Dans le cadre du projet belge de télédétection urbaine NO2 basée sur la télédétection APEX (BUMBA, financé par la Politique scientifique fédérale), BIRA-IASB, VITO Remote Sensing, et IRCEL-CELINE ont effectué des vols au-dessus d'Anvers, Bruxelles et Liège pour mesurer la colonne verticale de NO2. Ces mesures ont été effectuées à l'aide de l'instrument de mesure hyperspectral APEX (Airborne Prism Experiment).
Un exemple de ces mesures aériennes de NO2 est montré sur cette figure. Il démontre que les observations aériennes peuvent ajouter de la valeur à l'interprétation des observations par satellite et permettre une identification plus précise des sources industrielles de NO2. Cependant, les mesures aériennes sont exigeantes en main-d'œuvre et coûteuses, ce qui limite la couverture quotidienne sur de grandes surfaces, contrairement aux mesures TROPOMI.
Les observations aériennes et par satellite sont de plus en plus utilisées pour améliorer les modèles de prévision de la qualité de l'air, comme dans le modèle belge de qualité de l'air ATMOSYS/RIO-IFDM . Toutes les données satellitaires du programme Copernicus sont disponibles gratuitement, y compris via le Sentinel Hub de l'Agence Spatiale Européenne (ESA), mais aussi à partir de l'été 2020 via le Terrascope Viewer.
Ce cas a été publié en collaboration avec BIRA-IASB.
