Le satellite fournit des profils d’ozone à haute résolution spatiale

Une percée dans les observations par satellite a permis aux scientifiques d’obtenir des profils d’ozone à haute résolution spatiale, améliorant ainsi notre compréhension de la répartition de l’ozone et de son impact sur l’atmosphère. La recherche, menée par l’équipe de recherche dirigée par Cheng Liu et Fei Zhao de l’Université des sciences et technologies de Chine, a utilisé les données de l’instrument de surveillance des gaz traces environnementaux (EMI) sur le satellite Gaofen-5, le premier satellite chinois visible dans l’ultraviolet. spectromètre hyperspectral.

L’ozone joue un rôle crucial dans l’atmosphère, et comprendre sa répartition verticale est essentiel pour comprendre son transport horizontal et vertical, ainsi que ses propriétés physiques et chimiques. Les observations par satellite sont apparues comme l’une des méthodes les plus efficaces pour obtenir des profils d’ozone à haute résolution. Cependant, la récupération de profils d’ozone précis à l’aide de l’instrument EMI pose des défis uniques en raison de l’absence d’erreurs de mesure et d’un faible rapport signal/bruit.

L’équipe a développé un algorithme spécifiquement adapté aux caractéristiques de l’instrument EMI, leur permettant de récupérer des profils d’ozone en bon accord avec les mesures des sondes d’ozone au sol. L’algorithme a démontré une précision d’ajustement impressionnante, avec des résidus d’ajustement inférieurs à 0,3 % dans la plupart des régions.

Les profils d’ozone récupérés présentaient des biais moyens maximum de 20 % dans cinq bandes de latitude. De plus, lorsque des noyaux de moyenne EMI ont été appliqués, l’ozone intégré de la colonne stratosphérique et l’ozone de la colonne troposphérique ont présenté un excellent accord avec les données de la sonde d’ozone.

Remarquablement, la recherche a non seulement dévoilé la variation saisonnière de l’ozone de surface dans les couches inférieures (0 à 7,5 km), mais a également mis en évidence des tendances distinctes dans les couches supérieures (9,7 à 16,7 km). En mars, le pic d’ozone s’est produit à une altitude de 9,7 à 16,7 km, mettant en évidence la dynamique complexe de la répartition de l’ozone.

De plus, les profils d’ozone d’EMI, ainsi que les données de tourbillon potentiel et d’humidité relative, ont capturé avec précision un événement d’intrusion stratosphérique important qui s’est produit dans le centre de la Chine du 11 au 15 août 2019. Cet événement a mis en lumière le mécanisme de transport vers le bas qui intensifie la pollution par l’ozone de surface. comme en témoigne une augmentation de la concentration d’ozone observée par le Centre national chinois de surveillance de l’environnement (CNEMC).

Le satellite Gaofen-5, lancé le 9 mai 2018, a joué un rôle central en facilitant ces découvertes révolutionnaires. Équipé de l’instrument EMI, le satellite a fourni des données inestimables pour la surveillance des gaz traces dans l’environnement, ainsi que pour abriter la caméra à polarisation directionnelle (DPC) et l’instrument de surveillance des gaz à effet de serre (GMI).

L’étude a utilisé un algorithme de récupération innovant, connu sous le nom d’OEM, précédemment utilisé pour les récupérations de profils d’ozone TROPOMI, pour récupérer avec succès les profils d’ozone à partir du rayonnement rétrodiffusé observé par l’instrument EMI. Cette méthodologie s’est avérée changer la donne dans les mesures du profil de l’ozone par satellite.

Les chercheurs ouvrent de nouvelles voies pour comprendre la répartition de l’ozone et son impact sur l’atmosphère terrestre. De nouveaux progrès dans les observations par satellite et les algorithmes de récupération contribueront sans aucun doute à notre connaissance de la dynamique de l’ozone, facilitant ainsi des stratégies efficaces de surveillance et d’atténuation des impacts de la pollution par l’ozone.

L’article est publié dans la revue Ingénierie.