Le suivi de l’ozone dans l’atmosphère

Suivant l’altitude à laquelle on l’observe, l’ozone dans l’atmosphère a un rôle très différent sur la vie sur Terre.

L’ozone stratosphérique absorbe, à haute altitude, une grande partie du rayonnement ultraviolet et nous protège des effets nocifs du soleil. La destruction de la couche d’ozone par des substances chimiques chlorées communément appelée « trou de la couche d’ozone », a des conséquences dramatiques pour les êtres vivants et les écosystèmes.

L’ozone troposphérique produit au niveau du sol par le trafic routier et l’activité industrielle et qui peut persister plusieurs jours dans les basses couches de l’atmosphère représente une pollution atmosphérique importante qui affecte fortement la santé humaine et la végétation.

Pour analyser la pollution atmosphérique et donc l’ozone troposphérique, le pôle AERIS avec l’infrastructure de recherche européenne pour l’observation de la composition de l’atmosphère à partir d’avions commerciaux IAGOS  réalisent des climatologies de l’ozone et du monoxyde de carbone vues par avion depuis 1994. Les trajectoires de vol couvrent une large gamme de longitudes dans les régions extratropicales septentrionales, s’étendant de la côte ouest de l’Amérique du Nord (125° W) à la côte est de l’Asie (135° E) et plus récemment au-dessus de l’océan Pacifique nord. Ces climatologies ont vocation à être calculées régulièrement au besoin des utilisateurs et sont disponibles sur le site IAGOS géré par AERIS ou également au travers du portail AERIS.

 

Distributions horizontales des rapports de mélange volumique du CO dans l’UT, moyenne de décembre 2001 à novembre 2013 pour chaque saison.
Distributions horizontales des rapports de mélange en volume de l’O3 dans l’UT, moyennées de décembre 1994 à novembre 2013, pour chaque saison.

Les données satellitaires offrent, quant à elles, un moyen très efficace pour mesurer l’ozone stratosphérique de manière régulière et globale. Le pôle de données et de services AERIS fournit en particulier, sur une base journalière, des produits élaborés à partir des instruments IASI qui sondent l’atmosphère dans l’infrarouge thermique.

Il est en revanche beaucoup plus difficile d’inverser l’ozone des basses couches atmosphériques depuis l’espace. Pour comprendre et analyser la pollution à l’ozone, AERIS propose des produits originaux combinant des observations spatiales dans infrarouge thermique et dans l’ultraviolet.

Le produit IASI+GOME2 permet une observation multispectrale de l’ozone dans la basse troposphère et au-dessus à partir de la synergie des mesures de l’infrarouge thermique de IASI et de l’ultraviolet de GOME-2. IASI+GOME2 a permis la première observation par satellite de la distribution horizontale des panaches de pollution d’ozone situés en dessous de 3 km d’altitude. Cette approche unique a été développée au laboratoire LISA (Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques), en collaboration avec le Harvard-Smithonian Center for Astrophysics (USA), le Karlsruhe Institut für Technologie (Allemagne) et l’Académie chinoise des Sciences.

Les données mondiales IASI+GOME2 sont produites en routine par le centre de données atmosphériques ESPRI d’AERIS. Le développement, la validation et l’exploitation de l’approche IASI+GOME2 sont actuellement soutenus par le Centre National des Etudes Spatiales (CNES), l’Université Paris-Est Créteil (UPEC) et le Centre National de Recherche Scientifique (CNRS).

 

 

Exemple d’observations quotidiennes IASI+GOME2 de l’ozone troposphérique inférieur (colonnes partielles d’ozone entre la surface et 3 km d’altitude au-dessus du niveau de la mer en parties par milliard – rapport de mélange en volume – ppb) sur le globe, dérivées de la synergie multispectrale des mesures IASI et GOME-2 à bord de MetOp-B.

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