Surveillance par satellite en quasi temps réel des émissions d'ammoniac
Publié par Adrien le 15/04/2015 à 12:00
Source: CNRS-INSU
Des chercheurs de l'Institut Pierre Simon Laplace (IPSL, UVSQ / CNRS / CNES / CEA / ENS Paris / École polytechnique / IRD / Université Paris Diderot / Université Paris Est Créteil Val de Marne / UPMC) et une équipe de l'Université libre de Bruxelles viennent de réussir à traiter pour la première fois en quasi temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de l'instrument satellitaire IASI pour en extraire des informations se rapportant aux concentrations atmosphériques d'ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à...) ce qui leur a permis de suivre en continu les émissions d'ammoniac responsables de la forte pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que l'on peut entendre par malsain [1].) de ces dernières semaines en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme...). Ces travaux devraient permettre d'améliorer la prévision de tels épisodes de pollution.


Observations d'ammoniac par la mission satellite (Satellite peut faire référence à :) IASI, pour les premières semaines de février, mars et avril. Des émissions importantes sont observées en Bretagne, en Angleterre (L’Angleterre (England en anglais) est l'une des quatre nations constitutives du Royaume-Uni. Elle est de loin la plus peuplée, avec 50 763 000 habitants (en 2006), qui...), en Espagne et dans la vallée (Une vallée est une dépression géographique généralement de forme allongée et façonnée dans le relief par un cours d'eau (vallée fluviale) ou un glacier...) du (Le Pô (en italien Po, en latin Padus) est le plus important fleuve italien tant par sa longueur, 652 km et par son débit maximum, 10 300 m³/s à...). © Martin Van Damme (Université Libre de Bruxelles)


Observations d'ammoniac par la mission satellite IASI, pour les journées du 06 au 09 avril 2015. Des émissions importantes sont observées en Bretagne, en Angleterre, en Espagne et dans la vallée du Pô. © Martin Van Damme (Université Libre de Bruxelles).
Ces dernières semaines les seuils de pollution ont été dépassés à plusieurs reprises dans les grandes villes européennes. À cette époque de l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.), c'est l'accumulation en particules fines, composées en grande partie de nitrate (Les nitrates (autrefois nommés nitre, souvent synonyme de salpêtre) sont les sels de l'acide nitrique. La formule chimique de l’ion...) d'ammonium et de sulfate d'ammonium, qui en est la cause. L'ammoniac, qui émane principalement de l'épandage intensif au printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le début de l'année) est l'une des quatre saisons des zones tempérées, précédant l'été et suivant...) de fertilisants agricoles azotés, contribue significativement à la formation de ces particules qui peuvent perdurer dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) pendant plusieurs jours et ainsi être transportées sur de longues distances (plusieurs centaines de kilomètres). Ce sont les conditions météorologiques de ces derniers jours (peu de vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur...) et températures fraîches le matin) qui, en favorisant la formation de couches d'inversion qui bloquent les polluants au sol et combinées à la présence de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à...) liés au trafic automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre...) et au chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.) résidentiel dans les grandes villes, ont favorisé la formation de ces particules.

Une des difficultés dans la prévision à court terme (quelques jours) de l'évolution des seuils de pollution est due à la méconnaissance des sources d'ammoniac liées aux activités agricoles et à l'élevage. L'ammoniac est en effet le plus mal connu des polluants régulés par les directives européennes pour la qualité de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire...): ses cadastres d'émission sont peu précis et sa surveillance globale et systématique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour objet de dénombrer et de classer les taxons dans un certain ordre,...) est difficile. Une fois émis, l'ammoniac reste peu de temps dans l'atmosphère mais il engendre une cascade d'effets environnementaux.


Observations d'ammoniac par la mission satellite IASI, en moyenne pour tous les mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) de mars entre 2008 et 2015. Des émissions importantes sont observées au-dessus de la Bretagne, du Benelux, dans le Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) de l'Espagne et de l'Allemagne et dans la vallée du Pô. © Martin Van Damme (Université Libre de Bruxelles)
Des chercheurs de l'IPSL travaillant sur la mission satellite IASI, en collaboration avec une équipe de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) libre de Bruxelles, ont mis au point (Graphie) une méthodologie qui permet d'isoler la signature de l'ammoniac du bruit de fond (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.) de l'instrument, qui enregistre quatre fois par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à...) la radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou par une désintégration (par exemple : radioactivité α)....) infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des...) émise par la terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...), à bord des satellites MetOp-A (MetOp-A est le premier d'une série de satellites météorologiques européens. Il a été lancé avec succès le 19 octobre 2006 par une fusée Soyouz.) et MetOp-B. Grâce à une automatisation de la chaine de traitement et à l'obtention plus rapide des données via une antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur) les ondes électromagnétiques.) satellite, les chercheurs viennent de réussir à traiter les données en quasi temps réel, c'est-à-dire quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :) après le passage du satellite, ce qui rend désormais possible la surveillance des sources d'ammoniac. Ils ont ainsi pu mesurer, avant leur propagation, les quantités élevées d'ammoniac émises notamment dans les régions agricoles et en partie responsables de la forte pollution qu'ont connue les villes européennes ces dernières semaines.

Des sources importantes d'ammoniac sont détectées chaque année à la même époque, mais elles connaissent des variations trop importantes en intensité et en localisation pour qu'il ait été possible jusqu'à présent de faire des prévisions. L'obtention en quasi temps réel de ces inventaires permet désormais d'envisager d'améliorer dans le futur les prévisions du contenu en particules en Europe.
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