Mesurer les exportations de polluants de l'Asie

Les scientifiques de l'atmosphère savent depuis longtemps que la pollution de l'air parcourt de vastes distances et est un phénomène mondial. Aujourd'hui, des chercheurs du Goddard Space Flight Center de la NASA ont effectué les toutes premières mesures par satellite des aérosols polluants transportés d'Asie de l'Est vers l'Amérique du Nord.

Une journée brumeuse : L'instrument MODIS a capturé une épaisse bande de smog ou de poussière (ou les deux) au-dessus de la mer du Japon le 11 mars. L'image montre le panache soufflant au large des côtes de la Chine, de la Corée du Nord et de la Corée du Sud, et se dirigeant vers le Japon. Le panache est d'un gris terne translucide contrastant avec les nuages ​​blancs brillants à l'est.

Les chercheurs ont examiné quatre années de données satellitaires et ont découvert que la quantité de pollution arrivant en Amérique du Nord équivalait à 15 % des émissions locales des États-Unis et du Canada. C'est un nombre important, explique Hongbin Yu, chercheur associé à l'Université du Maryland, à Baltimore, qui travaille à la NASA Goddard et a dirigé l'étude.

Cela signifie que toute réduction de nos émissions peut être compensée par les aérosols polluants provenant d'Asie de l'Est et d'autres régions, explique Yu. La nouvelle étude sera publiée en avril dans le Union géophysique américaine 's Journal de recherche géophysique.

L'étude a été menée de 2002 à 2005, en utilisant les mesures d'un instrument satellite appelé spectroradiomètre imageur à résolution modérée ( MODE ) à bord de la NASA satellite terrestre . L'instrument mesure le rayonnement solaire réfléchi et le rayonnement thermique émis par la surface de la terre et l'atmosphère.

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• Voir la vidéo du transport de la pollution à travers le Pacifique Nord.

L'instrument satellitaire peut regarder 36 longueurs d'onde différentes du spectre solaire-terrestre, et il le fait avec une meilleure résolution spatiale que les instruments satellitaires précédents, dit Lorraine Remer , physicien et membre de l'équipe scientifique MODIS à Goddard.

Pour l'étude, les chercheurs ont mesuré le rayonnement solaire réfléchi à sept longueurs d'onde différentes. Être capable de voir différentes couleurs du spectre permet aux chercheurs de différencier les types de particules plus précisément que les capteurs plus anciens, explique Remer.

Certaines particules absorbent des choses comme le carbone noir qui sortent des gaz d'échappement diesel, ce qui en fait une couleur noire, dit Ronald Prinn , professeur de sciences de l'atmosphère et directeur du Center for Global Change Science du MIT. Les particules produites à partir du soufre provenant de la combustion du charbon sont d'un blanc très brillant. Vous pouvez regarder les multiples couleurs… et obtenir également des informations sur la composition et la densité.

L'instrument est capable de faire la distinction entre la pollution d'origine humaine et les particules naturelles en fonction de leur taille. La poussière et le sel de mer d'origine naturelle sont généralement plus gros que les particules d'aérosol émises par les sources de combustion, les incendies de forêt, les automobiles et l'industrie, explique Remer.

L'instrument MODIS fonctionne en balayant une large bande de la terre - environ 2 300 kilomètres - et en comptant le nombre de photons qu'il reçoit en les transformant en signaux électriques. L'instrument peut mesurer la terre entière en une journée.

MODIS fait un meilleur travail que l'instrumentation d'avion car il peut observer la terre tout le temps, capturer des événements qui ne se produisent qu'occasionnellement et les accumuler sur toute l'année, dit Richard Honrath , professeur au département de génie civil et environnemental de la Michigan Technological University, à Houghton. Nous ne pouvons effectuer des mesures continues qu'au niveau du sol, mais vous ne voyez alors que des événements qui touchent le sol, dit-il.

Pollution transcontinentale : Ce graphique montre la pollution particulaire dans l'atmosphère, en particulier en provenance d'Asie de l'Est à travers le Pacifique Nord en mai 2003, telle qu'observée par le spectroradiomètre imageur à résolution modérée (MODIS) à bord du satellite Terra. La pollution particulaire est représentée par l'épaisseur optique, dans laquelle de fortes concentrations d'aérosols apparaissent dans des tons de brun, les tons plus foncés représentant des concentrations plus élevées.

L'instrument obtient également des détails spatiaux et temporels que l'on n'obtiendrait jamais à partir de mesures au sol, et il capture l'ensemble des panaches de pollution plutôt que d'avoir quelques stations d'observation à la recherche, explique Prinn.

Les chercheurs de la NASA ont tracé deux lignes virtuelles entre 20 degrés nord et 60 degrés nord, et ils ont mesuré l'effet optique des particules lorsqu'elles traversaient ces lignes, explique Yu. À l'aide d'un logiciel qu'il a créé, les chercheurs ont récupéré ces données et les ont cartographiées pour voir globalement où se situe la pollution.

Les chercheurs ont découvert que 18 téragrammes – près de 40 milliards de livres – de pollution sont exportés d'Asie, et que 4,5 téragrammes – 10 milliards de livres, soit environ 25 % – atteignent l'Amérique du Nord chaque année, selon Mian Chin , un scientifique de l'atmosphère à la NASA et co-auteur de l'étude. Mais l'instrument mesure la colonne atmosphérique totale et n'a pas de structure verticale, on ne sait donc pas combien de polluants se trouvent au niveau de la surface et combien sont en altitude dans l'atmosphère, explique Chin.

Malgré cette incertitude, les scientifiques disent que c'est la pollution à haute altitude qui est probablement la plus préoccupante. Nous pensons que la pollution importée en Amérique du Nord aura un impact sur le temps et le climat; nous ne nous attendons pas à un impact important sur la qualité de l'air car les particules d'Asie de l'Est sont exportées à haute altitude, explique Yu.

Il est très difficile de réduire les niveaux de pollution des polluants artificiels à des niveaux extrêmement bas parce que les polluants proviennent d'autres pays que l'Agence américaine de protection de l'environnement, par exemple, ne peut pas contrôler, explique Prinn. D'accord Honrath : Vous devez tenir compte de la future croissance industrielle de l'Asie si vous élaborez des plans à long terme pour atteindre les objectifs de qualité de l'air aux États-Unis.

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