Skip to main content

Évaluation géophysique de l'ozone troposphérique tropical

Research Topic Chapter
News flash intro
Même si elle reste un défi scientifique, la veille de l'ozone dans la troposphère globale est essentielle pour élaborer et vérifier l’efficacité des politiques environnementales visant la protection de la santé publique et des écosystèmes. En orbite depuis 2017, l'instrument Sentinel-5p TROPOMI a acquis de précieuses données sur l'ozone troposphérique, en particulier sous les tropiques. Les chercheurs de l’IASB ont démontré la précision sans précédent de ces données et leur valeur ajoutée pour les évaluations scientifiques internationales comme IGAC TOAR-II.
Body text

Mesurer l'ozone troposphérique est essentiel mais c’est toujours un défi

En tant que polluant, agent oxydant et variable climatique, l’ozone, à des niveaux élevés dans la troposphère, a des effets néfastes sur la santé et les écosystèmes. Diverses réglementations environnementales ont été élaborées pour contrôler les émissions de gaz dits précurseurs, dont la transformation chimique produit l'ozone troposphérique.

La communauté scientifique évalue régulièrement l'efficacité de ces protocoles, s'appuyant ici sur des mesures précises et bien caractérisées, à la meilleure résolution possible, couvrant plusieurs décennies. Répondre à ces exigences est un véritable défi, mais est néanmoins nécessaire pour améliorer notre compréhension des processus régissant l'ozone dans la troposphère.

TROPOMI, le nouveau standard de veille globale

Placé sur orbite en 2017 à bord du satellite Copernicus Sentinel-5p, l'instrument de veille troposphérique TROPOMI (TROPOspheric Monitoring Instrument) est le nouveau standard européen de mesure satellitaire de l'ozone et ses gaz précurseurs. A une résolution inégalée à ce jour, TROPOMI mesure quotidiennement la distribution et les variations de l’ozone troposphérique dans la ceinture intertropicale.

Chargés de valider les mesures des données TROPOMI, les chercheurs de l’IASB ont développé un système opérationnel qui évalue la qualité des données en continu et en temps quasi réel. Ils ont récemment achevé une évaluation complète des deux premières années de données TROPOMI sur l'ozone troposphérique.

Évaluation de la qualité des données TROPOMI

L’évaluation de la qualité des données d’un satellite se fait principalement par leur confrontation avec des mesures de référence indépendantes, et aussi par rapport aux données des satellites précédents. Les chercheurs de l'IASB ont utilisé les données de référence fournies par le réseau mondial de ballons- sondes ainsi que les données de deux autres satellites, pour établir que le biais et la précision des données TROPOMI sur l'ozone troposphérique sont respectivement de 15% et 8-13%.

Il a en outre été démontré que grâce à sa haute résolution TROPOMI détecte avec bien plus de détail et de précision que ses prédécesseurs divers signaux géophysiques et phénomènes tels que:

  • la dissymétrie zonale de la distribution intertropicale de l’ozone (l’onde zonale 1)
  • les effets de la combustion de la biomasse sur l’ozone
  • l'oscillation intra-saisonnière de Madden-Julian des précipitations dans les Océans Indien et Pacifique

La collection de données climatiques que TROPOMI est en train de constituer est d’une qualité indubitablement supérieure à celles des données des satellites passés et récents.

Évaluations scientifiques internationales de l'ozone troposphérique

Afin d’interconnecter les données TROPOMI avec les données d’autres satellites dont certaines remontent parfois à plusieurs décennies, les chercheurs de l’IASB étudient les causes possibles de biais entre satellites en accordant une attention particulière aux différences de lissage et d'échantillonnage de la distribution et de la variabilité de l’ozone. La réconciliation des ensembles de données est nécessaire pour établir des collections de données climatiques à l’échelle mondiale et à long terme.

Pour ce faire, l’IASB est engagé dans les activités coordonnées par le Comité pour les Satellites d’Observation de la Terre (CEOS) et participe à l’élaboration du deuxième rapport international d'évaluation de l'ozone troposphérique (Tropospheric Ozone Assessment Report, TOAR-II), qui constituera la base scientifique pour des amendements éclairés aux règlements relatifs à la qualité de l’air et aux changements climatiques.

 

Référence

Hubert, D., Heue, K.-P., Lambert, J.-C., Verhoelst, T., Allaart, M., Compernolle, S., Cullis, P. D., Dehn, A., Félix, C., Johnson, B. J., Keppens, A., Kollonige, D. E., Lerot, C., Loyola, D., Maata, M., Mitro, S., Mohamad, M., Piters, A., Romahn, F., Selkirk, H. B., da Silva, F. R., Stauffer, R. M., Thompson, A. M., Veefkind, J. P., Vömel, H., Witte, J. C., and Zehner, C.: TROPOMI tropospheric ozone column data: Geophysical assessment and comparison to ozonesondes, GOME-2B and OMI, Atmos. Meas. Tech. Discuss., https://doi.org/10.5194/amt-2020-123, in review, 2020.

Figure 2 body text
Figure 2 caption (legend)
Comparaison des données TROPOMI (noir) et par ballon-sonde ozone (rouge) à Natal (Brésil), une station de sondage où la combustion de la biomasse (dont la canne à sucre) produit saisonnièrement une augmentation marquée de la concentration en ozone.
Figure 3 body text
Figure 3 caption (legend)
Observation par TROPOMI de niveaux élevés d'ozone troposphérique (> 30 unités Dobson) autour du bassin atlantique au cours de la première quinzaine de novembre 2019, reflétant les effets de la combustion de la biomasse tropicale sur les continents africain et sud-américain.