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LEGO-4-AQ: Analyse synergique des données spatiales et terrestres pour la surveillance de la qualité de l'air
Afin d'exploiter au mieux la nouvelle constellation de satellites dédiés à la surveillance de la qualité de l'air (AQ), le BIRA-IASB a développé le système LEGO-4-AQ. Celui-ci combine des données satellitaires suréchantillonnées spatialement et agrégées saisonnièrement avec des mesures in situ effectuées à proximité de la surface, pour former un ensemble de données synergiques d'une résolution de 1 km.
Appliqué aux observations du dioxyde d'azote (NO2) effectuées par Sentinel-5P TROPOMI et aux mesures du réseau exploité par IRCEL-CELINE, LEGO-4-AQ est capable de détecter des caractéristiques locales telles que les zones résidentielles, les ports, les aéroports et les sites industriels, tout en offrant une couverture spatiale mondiale.
Ses incertitudes systématiques et aléatoires, respectivement de 5 % et 12 %, sont d'un ordre de grandeur inférieur à l'amplitude de la variabilité atmosphériques du NO2 généralement observés en Europe occidentale.
Tendances NO2 en Belgique
Les données produites par LEGO-4-AQ sont utilisées pour évaluer les tendances du NO2 au-dessus de la Belgique depuis le début de la fourniture des données Sentinel-5P (mai 2018) jusqu'en 2024. Cette évaluation fait état de baisses de 5 % par an (zones rurales) à 10 % par an et plus (zones urbaines polluées) dans les données de colonne mesurées à midi par le satellite, et même de réductions un peu plus importantes dans les données de concentration synergique près de la surface (figure 1).
Si les baisses dans les zones (sub)urbaines sont en général plus importantes que dans les zones rurales, les zones à faibles émissions (LEZ) mises en place à grande échelle à Bruxelles, Anvers et Gand donnent lieu à des réductions moins importantes que dans les banlieues du centre de la Belgique. Ce comportement particulier résulte probablement d'une combinaison de plusieurs facteurs :
- l'application des LEZ, avec ces critères actuels, n'a peut-être pas encore eu d'impact substantiel sur les niveaux de NO2,
- l'impact sur les moyens de transport est peut-être plus répandu, et
- l'impact de la politique régionale/fédérale est peut-être un facteur plus important (par exemple, la politique fiscale visant à passer du diesel à l'hybride/électrique).
Dans tous les cas, on observe dans de nombreuses zones urbaines une diminution des niveaux de NO2 à midi, qui étaient souvent bien supérieurs aux seuils de qualité de l'air fixés par l'OMS (10 𝜇g/m3), pour passer généralement en dessous. Le satellite géostationnaire Sentinel-4, très attendu, permettra de déterminer si cette amélioration notable du NO2 à midi se produit également pendant les pics d'émission observés les matins et les soirs en semaine.
Intégration opérationnelle dans TERRASCOPE
Dans le cadre de la prochaine étape vers l'intégration opérationnelle au service des parties prenantes de l'AQ, les nouveaux ensembles de données LEGO-4-AQ seront mis à la disposition de la communauté via le segment sol collaboratif belge de Copernicus, TERRASCOPE.
Référence
Verhoelst, Tijl; Compernolle Steven; Lambert, Jean-Christopher; Fierens, Frans; Vanpoucke, Charlotte, LEGO-BEL-AQ: Low-Earth and Geostationary Observations of Belgian Air Quality, Final Report. Brussels: Belgian Science Policy Office 2024 – 49 p. (BRAIN-be 2.0).
