Le nouveau satellite de la NASA sur la pollution de l’air fournira des mises à jour horaires

Lorsque les scientifiques ont installé l’instrument à bord d’un nouveau satellite cet été, ils ont eu un aperçu de ce qui deviendra bientôt le premier enregistrement continu de la pollution atmosphérique dans le pays.

Le satellite restera stationné au-dessus de l’Amérique du Nord et fournira aux scientifiques des mises à jour horaires et diurnes sur la pollution atmosphérique à l’échelle nationale. Jeudi, les chercheurs ont publié leurs premières images, qui montrent l’évolution de la pollution par le dioxyde d’azote aux États-Unis au cours d’une seule journée.

« C’est vraiment excitant de voir l’instrument fonctionner comme prévu », a déclaré Xiong Liu, directeur adjoint de la mission et physicien au Centre d’astrophysique géré par l’Université Harvard et la Smithsonian Institution. L’instrument satellite, appelé TEMPO, sera également capable de mesurer de nombreux autres polluants.

Les images surviennent au cours d’un été où la qualité de l’air est exceptionnellement mauvaise aux États-Unis, avec de la fumée provenant d’incendies de forêt couvrant plusieurs villes et régions. Mais avant même cet été, au cours de la dernière décennie, les Américains ont bénéficié de progrès en matière de qualité de l’air depuis l’adoption du Clean Air Act en 1970. ont commencé à plafonner.

Le Dr Liu a déclaré que même si la pollution de l’air s’est améliorée au fil des ans, « un tiers des Américains vivent toujours avec des niveaux de pollution atmosphérique malsains ».

Le dioxyde d’azote provient de la combustion de carburant et crée d’autres types de pollution par des réactions chimiques dans l’air. Les images montrent des points chauds de gaz clairs autour des grandes villes, avec des niveaux plus élevés le matin et le soir lorsqu’il y a plus de trafic.

En plus d’observer la Terre via le nouveau satellite, les scientifiques se sont déployés à travers le pays à pied et à bord d’avions de recherche en juillet et août derniers, dans le cadre d’une production méticuleusement conçue pour tenter de comprendre pourquoi la qualité de l’air ne s’est pas améliorée.

Les polluants pouvant être transportés sur des milliers de kilomètres par le vent, il a été difficile pour les scientifiques d’identifier les plus grandes sources de pollution à l’échelle nationale. Les mises à jour horaires de TEMPO devraient « réellement changer la donne » en donnant aux chercheurs la possibilité de suivre la pollution de l’air à sa source, a déclaré Brian McDonald, ingénieur en environnement à la National Oceanic and Atmospheric Administration qui coordonne les recherches sur le terrain cet été avec le satellite. . .

Historiquement, la circulation automobile a été l’un des principaux contributeurs à la pollution atmosphérique, mais des normes d’émission plus strictes pour les véhicules motorisés ont réduit la pollution due à la conduite automobile. Dans le même temps, a expliqué le Dr MacDonald, l’importance relative des produits et consommables, tels que la peinture et les pesticides, qui émettent des polluants appelés composés organiques volatils (COV) a augmenté.

Ces composés réagissent avec le dioxyde d’azote présent dans l’air pour former une couche d’ozone nocive au niveau du sol, ce qui a un effet significatif Il est resté obstinément élevé par endroits, notamment en Californie et dans les principales zones métropolitaines du pays. Alors que la couche d’ozone présente dans l’atmosphère nous protège des rayons UV cancérigènes, l’ozone présent près du sol peut aggraver ou provoquer des maladies respiratoires telles que l’asthme, la bronchite et l’emphysème.

Un autre problème persistant est la contamination par des particules microscopiques suffisamment petites pour pénétrer dans la circulation sanguine et provoquer des maladies cardiaques et pulmonaires, des accidents vasculaires cérébraux et même une mort prématurée dans les cas graves. Cette pollution, également connue sous le nom de PM2,5, a recommencé à augmenter vers 2016 après des années de déclin.

Les incendies de forêt, qui deviennent plus fréquents et plus intenses à mesure que le changement climatique crée des conditions plus chaudes et plus sèches, semblent être la principale raison de ce renversement, selon une étude publiée l’automne dernier.

Cette recherche s’est appuyée sur un vieux satellite fournissant des mesures quotidiennes, a déclaré Marshall Burke, professeur de politique environnementale à l’Université de Stanford et l’un des auteurs de l’étude. Actuellement, lui et ses collègues s’appuient largement sur des modèles informatiques montrant comment les polluants se déplacent avec le vent pour combler les espaces entre les observations réelles.

Le Dr Burke, qui n’est pas impliqué dans la mission TEMPO, a déclaré qu’il attendait avec impatience d’obtenir des données horaires du satellite, qui s’apparenteraient à de la vidéo. « Comme vous avez de plus en plus d’images, il est beaucoup plus facile de remplir la carte d’où viennent les choses », a-t-il ajouté.

TEMPO sera capable de suivre la pollution de l’air avec une précision d’environ quatre miles carrés. C’est là qu’interviennent les vols, les déplacements et les promenades coordonnés cet été.

« Les données de ces campagnes sur le terrain agissent comme une boucle de décodage » pour le satellite, a déclaré Tracy Holloway, professeur d’analyse et de politique énergétiques à l’Université du Wisconsin-Madison qui étudie la qualité de l’air mais n’est pas impliquée dans le projet.

La ville de New York est un endroit où les scientifiques collectent des données au niveau micro-local. Même les villes qui surveillent régulièrement leur air ne disposent généralement pas de suffisamment d’équipements pour couvrir tous les quartiers. Il s’agit d’un problème car au sein de chaque ville ou région, la pollution atmosphérique a tendance à être inégalement répartie.

Depuis fin juillet, des dizaines de chercheurs dirigés par Audrey Gowdel et Prathap Ramamurthy de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) se promènent à tour de rôle par paires dans la ville, portant un sac à dos rempli de capteurs de qualité de l’air. Les spectateurs se demandaient souvent si les scientifiques iraient à la pêche, à cause des tubes longs et fins qui sortaient de l’emballage pour aspirer les échantillons d’air.

Chaque jour, un collègue suivait les trajectoires de vol des avions de recherche de la NASA et fournissait des mises à jour sur WhatsApp afin que les randonneurs puissent passer sous les avions. Les ensembles de données seront comparés ultérieurement. Les chercheurs ont couvert des dizaines de pistes, en veillant à inclure les quartiers économiquement défavorisés et les quartiers avec une plus grande population de couleur. Ces régions sont souvent confrontées à une pollution atmosphérique disproportionnée, mais leurs données sont rares.

« J’espère que nous aurons de meilleurs modèles et de meilleures prévisions au niveau de la rue », a déclaré Yoshira Ornelas van Horn, professeur de santé environnementale à l’Université de Columbia et autre collaborateur de TEMPO.

Il faudra quelques mois pour analyser toutes les données, mais les randonnées elles-mêmes ont déjà mis en lumière la relation entre le changement climatique et la qualité de l’air. (Le Dr Ramamurthy a déclaré que de longues heures de marche en plein été étaient « terribles ».) Des températures plus élevées sont généralement associées à des niveaux plus élevés de pollution par l’ozone, et lors du jour d’échantillonnage le plus chaud, les valeurs d’ozone ont dépassé les normes nationales fixées par le gouvernement. Le Dr Gowdel a évoqué l’Agence de protection de l’environnement.

Les données du satellite TEMPO devraient être accessibles au grand public au printemps 2024. Entre-temps, plus de 400 utilisateurs, dont plusieurs agences étatiques et fédérales, se sont inscrits en tant qu’« utilisateurs précoces ».

Des chercheurs du Mount Sinai Health System à New York prévoient d’utiliser les données TEMPO pour étudier comment les polluants atmosphériques affectent les symptômes de l’asthme chez les enfants. Le bureau du département de l’air du Connecticut prévoit d’utiliser ces données pour enquêter sur la source de la pollution à l’ozone inhabituellement élevée de l’État.

Le Dr Ornelas Van Horn espère que les recherches de cet été fourniront aux décideurs les informations nécessaires pour agir face aux problèmes non résolus de qualité de l’air du pays. « Nous sommes tous d’accord sur le fait que la pollution de l’air est mauvaise », a-t-elle déclaré.