Crédit d'image: NASA
Une série de satellites de la NASA mesurent les niveaux d’ozone dans l’atmosphère terrestre avec une telle précision qu’ils peuvent déterminer où elle se produit naturellement et où elle est causée par la pollution. Les satellites comprenaient la Terra de la NASA, la mission de mesure des précipitations tropicales, la sonde Terre / TOMS et le satellite ERS-2 de l'ESA, et ils ont pu enregistrer des incendies et des éclairs dans le monde entier. Les scientifiques ont été surpris de constater que de plus grandes quantités d'ozone au-dessus de l'Atlantique tropical étaient en fait formées par des éclairs et non par la pollution comme à l'origine.
Pendant l'été, l'ozone près de la surface de la Terre se forme dans la plupart des grandes villes américaines lorsque la lumière du soleil et la chaleur se mélangent avec les gaz d'échappement des voitures et d'autres pollutions, ce qui oblige les responsables de la santé à émettre des «alertes d'ozone». Mais dans d'autres parties du monde, comme l'Atlantique tropical, cet ozone de faible niveau semble provenir naturellement d'une manière qui a laissé les scientifiques perplexes. Maintenant, les scientifiques financés par la NASA utilisant quatre satellites peuvent dire d'où vient la faible pollution par l'ozone et si elle est d'origine humaine ou naturelle.
Le scientifique de l'atmosphère David Edwards et ses collègues du National Center for Atmospheric Research (NCAR) et des collaborateurs au Canada et en Europe ont étudié ce problème en utilisant des données satellites de trois vaisseaux spatiaux de la NASA, une de l'Agence spatiale européenne (ESA) et un modèle informatique de NCAR. Ils ont été surpris de constater qu'une plus grande quantité d'ozone près de la surface au-dessus de l'Atlantique tropical se développe à la suite de la foudre au lieu de la combustion de combustibles agricoles et fossiles.
Leurs résultats ont été publiés dans un récent numéro du Journal of Geophysical Research Atmospheres de l'American Geophysical Union. La formation d'ozone implique plusieurs facteurs, tels que la foudre et la pollution provenant de la combustion de combustibles agricoles et fossiles, c'est pourquoi il a été utile d'utiliser les multiples satellites de la NASA pour les examiner tour à tour.
Les satellites de la NASA comprenaient Terra, la mission de mesure des précipitations tropicales (TRMM) et Earth Probe / TOMS. Le satellite ERS-2 de l'ESA a également été utilisé pour examiner l'ozone, et le modèle informatique MOZART-2 (modèle pour l'ozone et les traceurs chimiques associés) de NCAR a été utilisé pour simuler la composition chimique de l'atmosphère.
Parce que les différents instruments satellites pouvaient détecter les incendies, les éclairs et la pollution et l'ozone qui en résultent dans l'atmosphère, respectivement, ils ont fourni une vue globale à vol d'oiseau de ce qui se passait, et le modèle informatique a aidé à lier toutes les pièces ensemble.
Les incendies créent de la fumée et du monoxyde de carbone, et la foudre crée des oxydes d'azote (NOx). Tous ces éléments se combinent avec d'autres composés instables dans une soupe chimique, et la lumière du soleil aide à déclencher la réaction qui contribue à former l'ozone. Les scientifiques ont découvert qu'au début de l'année, les incendies intenses allumés par les agriculteurs pour le défrichage et la culture traditionnelle dans le nord-ouest de l'Afrique, juste au sud du désert du Sahara, ont entraîné de grandes quantités de pollution qu'ils ont pu suivre à l'aide d'un satellite. images alors qu'il se répandait sur l'Atlantique vers l'Amérique du Sud. Cette pollution a considérablement augmenté l'ozone à basse altitude près des incendies.
Cependant, lorsque Edwards et ses collègues ont examiné les zones de niveaux d'ozone élevés mesurés par les satellites et les avions au-dessus de l'Atlantique au sud de l'équateur, ils ont été plus surpris de constater que cet ozone était principalement causé par la foudre plutôt que par les incendies.
Dans d'autres parties du monde, en particulier près des villes, l'ozone près de la surface de la Terre est souvent produit par la pollution résultant de la combustion de combustibles fossiles industriels et des voitures. Il est important de comprendre d'où vient la pollution dans chaque cas pour améliorer la qualité de l'air.
L'instrument de mesure de la pollution dans la troposphère (MOPITT) de la NASA à bord du satellite Terra est une mission conjointe NASA / Agence spatiale canadienne qui a mesuré les concentrations de monoxyde de carbone à divers niveaux de l'atmosphère. L'instrument TOMS sur EP / TOMS a mesuré l'ozone troposphérique tropical au-dessus du centre de l'Atlantique. Le satellite TRMM a compté le nombre d'incendies dans une région à l'aide de son scanner visible / infrarouge (VIRS) et a également catalogué les données des éclairs provenant de son capteur d'imagerie de foudre (LIS). Les données satellite ont ensuite été interprétées à l'aide du modèle informatique MOZART-2.
Auparavant, les scientifiques utilisaient les observations TOMS pour se faire une idée générale de l'endroit où les niveaux d'ozone troposphérique étaient élevés, mais il était souvent difficile de dire d'où provenait l'ozone et quelle source de pollution ou processus naturel a conduit à sa création. Ce n'est que récemment que la combinaison de 4 satellites a permis aux scientifiques de faire cette distinction.
Cette recherche a été financée par Earth Science Enterprise (ESE) de la NASA, en coopération avec la National Science Foundation, sponsor du NCAR. L'ESA de la NASA se consacre à la compréhension de la Terre en tant que système intégré et à l'application des sciences du système terrestre pour améliorer la prévision du climat, des conditions météorologiques et des dangers naturels en utilisant le point de vue unique de l'espace.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
