Transformer les données sur la qualité de l’air en informations exploitables
Le Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS)(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) joue un rôle essentiel dans la surveillance de l’air que nous respirons et des gaz à effet de serre présents dans notre atmosphère. Dans le cadre du programme Copernicus de l’UE, le CAMS fournit des données gratuites et continues sur les conditions atmosphériques, soutenant ainsi directement les politiques globales en matière de pollution, de durabilité et d’énergie propre. Le projet CAMEO, financé par l’UE, a été mis en place pour maintenir ce service à la pointe de la technologie. «Les efforts visaient à s’assurer que le CAMS est prêt pour les nouvelles missions satellitaires, en particulier les missions géostationnaires qui fournissent des mises à jour fréquentes», note Johannes Flemming, coordinateur du projet. CAMEO entendait renforcer la façon dont Copernicus combine les données satellitaires avec les modèles pour créer de meilleures prévisions régionales et mondiales. «Nous avons aussi amélioré les informations sur les incertitudes, c’est-à-dire que nous quantifions les incertitudes dans les produits CAMS, afin que les utilisateurs aient une idée plus claire de ce que les données signifient réellement pour eux», ajoute Johannes Flemming.
Préparer le traitement des nouvelles données satellitaires
Une attention particulière a été accordée à la préparation des produits CAMS pour traiter les données des nouveaux satellites géostationnaires, notamment GEMS et TEMP et, prochainement, Sentinel-4(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Les chercheurs ont également harmonisé la manière dont les systèmes de prévision et les données satellitaires représentent le comportement des aérosols, notamment la façon dont ils bloquent et diffusent la lumière du soleil, et dans quelle direction. «L’harmonisation des hypothèses sur l’interaction des aérosols avec la lumière entre les modèles de prévision et les méthodes d’extraction des données satellitaires, afin d’accroître la cohérence des données, a été une réussite majeure», souligne Johannes Flemming. «En outre, nous avons réussi à assimiler les radiances affectées par les aérosols avec l’Integrated Forecasting System(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Plusieurs modèles régionaux du CAMS utilisent désormais des données sur le dioxyde de soufre fournies par le satellite Sentinel-5P, et des préparatifs sont en cours pour inclure le monoxyde de carbone et le formaldéhyde. En Europe, les chercheurs ont ajouté au modèle CHIMERE des données sur les aérosols provenant d’un réseau de lidars au sol, afin de proposer de meilleures observations verticales. Des tests ont également été effectués pour collecter de futures données satellitaires comme celles sur le dioxyde d’azote fournies par le satellite Sentinel-4 et celles sur l’ammoniac du satellite IRS-MTG. Ces efforts contribueront à améliorer les prévisions opérationnelles de la qualité de l’air en Europe par le CAMS.
Tracer les émissions de la nature
Une autre avancée a consisté à estimer les émissions naturelles d’isoprène, un composé libéré par les plantes, en s’appuyant sur les observations par satellite du formaldéhyde. Pour ce faire, l’équipe a développé un modèle simplifié du comportement de l’isoprène dans l’atmosphère. Les données au sol ont également fait l’objet d’importantes mises à jour. L’équipe a élargi les bases de données pour le rayonnement de surface, les poussières, les dépôts d’azote et de sulfate afin d’accroître la qualité des données. Les chercheurs ont aussi élaboré une nouvelle méthode basée sur les données pour réduire les incertitudes dans les produits de rayonnement solaire CAMS en se concentrant sur des facteurs tels que la couverture nuageuse. Ils ont même analysé la façon dont la poussière se dépose sur les océans et comment elle affecte les installations d’énergie solaire. Des améliorations significatives ont été apportées pour quantifier l’incertitude des données d’émissions du CAMS, des produits CAMS pour l’industrie du rayonnement solaire et des flux de dépôt. En outre, les outils CAMS destinés à aider les décideurs politiques à planifier des mesures de réduction des émissions et à attribuer les causes de la pollution atmosphérique ont été affinés.
Les défis et la voie à suivre
«Un défi important dans la préparation des produits CAMS pour les missions satellitaires à venir est que les données satellitaires réelles n’existent pas encore. Parce que certains satellites (par ex. 3MI et Sentinel-4) ne sont pas encore opérationnels, les chercheurs doivent s’appuyer sur des données de substitution ou synthétiques pour les essais et le développement», fait remarquer Johannes Flemming. «Il est donc difficile de se préparer pleinement, car les caractéristiques d’erreur exactes des données réelles restent inconnues.» Bien que les données satellitaires améliorent déjà les prévisions régionales et mondiales du CAMS, leur impact positif pourrait être renforcé. À l’avenir, une priorité essentielle est de communiquer clairement aux différents utilisateurs les incertitudes liées aux émissions et aux produits politiques du CAMS, afin que chacun puisse recourir efficacement à ces informations. Les utilisateurs du CAMS ont accueilli favorablement la disponibilité des informations sur l’incertitude pour certains produits CAMS, mais un dialogue intensif avec eux est encore nécessaire pour adapter ces informations aux exigences spécifiques des domaines d’application.
