Campagnes de validation du satellite Sentinel-5P TROPOMI

Qualité de l’air
La nouvelle technologie des capteurs et l’algorithme novateur de récupération des données de S-5P/TROPOMI, lancé en octobre 2017, introduisent de nombreuses nouvelles opportunités et de nouveaux défis. Cela nécessite d’évaluer avec précaution la qualité et la validité de produits de données générés en les comparant avec des observations de référence indépendantes, aériennes et terrestres. Le UV-Visible DOAS groupe coordonne une série de campagnes internationales de validation du S-5P (2020-2022), dont la campagne aérienne S5PVAL-BE au-dessus de Bruxelles et d’Anvers, en Belgique.

Campagnes de validation S-5P

Quelque part dans l’espace, il y a une sentinelle chargée de garder un œil sur le climat de la Terre et la qualité de l’air. Il s’agit d’un satellite européen nommé Sentinel-5 Precursor (S-5p), qui a la capacité d’obtenir des données assez détaillées sur les gaz les plus importants du globe entier toutes les 24 heures.

Au-delà des frontières internationales, les scientifiques travaillent ensemble pour s’assurer que les données brutes soient transformées en informations utiles, mais aussi pour garantir que S-5p mesure tout correctement, en comparant avec des données de référence terrestres et aériennes.

L’Institut royal d’Aéronomie Spatiale coordonne actuellement une série de ces campagnes de validation internationales (2020-2022), en étroite collaboration avec l’Agence Spatiale Européenne. Les objectifs de ces campagnes sont d’évaluer la qualité (caractérisation des incertitudes et des erreurs) d’une large gamme de produits S-5P qui sont pertinents pour la qualité de l’air et le climat : 

  • le dioxyde d’azote (NO2)
  • le monoxyde de carbone (CO)
  • le méthane (CH4)
  • le formaldéhyde (HCHO)
  • le dioxyde de soufre (SO2)
  • la couche d’aérosol (particules de poussière)
     

Le processus de validation assure la fiabilité des données, de sorte que les scientifiques peuvent faire des évaluations correctes de la qualité de l’air et des prévisions sur l’avenir du climat de la Terre, et informer les gouvernements et les décideurs politiques.

Campagne S5PVAL-BE

Le produit NO2 L2 troposphérique de TROPOMI (OFFL v1.03.01; 3.5 km × 5.5 km aux observations au nadir) est l’un des atouts les plus précieux de la mission, parce que le NO2 est un gaz à l’état de trace dont les effets nocifs sur la santé humaine sont bien documentés, ainsi qu’un substitut de la pollution atmosphérique. Les sources principales de NO2 sont les rejets des combustibles dus à la circulation, le chauffage domestique et les activités industrielles.

Dans le cadre des campagnes de validation S-5P, la campagne S5P-VAL-BE a eu lieu en Belgique en juin 2019 pour surveiller les émissions de NO2 et pour valider le produit TROPOMI NO2 sur des régions urbaines qui sont fortement polluées, comme Bruxelles et Anvers, par comparaison avec les observations de télédétection à haute résolution d’APEX (~75 m x 120 m).

Globalement, pour l’ensemble des quatre vols, le produit VCD du TROPOMI NO2 était bien corrélé (R=0.92) mais biaisé négativement de -1.2 ± 1.2 x 1015 molec cm-2 ou -14 % ± 12 %, en moyenne, par rapport aux données de référence coïncidentes du NO2 d’APEX. Les résultats de la validation, y compris les explications potentielles du biais observé, ont largement contribué à l’amélioration de l’algorithme de récupération du NO2 (lancement prévu de la version 2.0 au début de 2021).

 

References:

  • Tack, F., Merlaud, A., Iordache, M.-D., Pinardi, G., Dimitropoulou, E., Eskes, H., Bomans, B., Veefkind, P., and Van Roozendael, M. (2021). Assessment of the TROPOMI tropospheric NO₂ product based on airborne APEX observations. Atmospheric Measurement Techniques, 14(1), 615-646. https://doi.org/10.5194/amt-14-615-2021 Open Access Logo

  • Royal Belgian Institute for Space Aeronomy. (2021, February). Sentinel-5 Precursor Campaigns. https://s5pcampaigns.aeronomie.be/

NO2 troposphérique au-dessus de Bruxelles
Grille VCD de NO2 troposphérique de l’APEX au-dessus de Bruxelles le 28 juin 2019. Les points blancs indiquent les sources ponctuelles, émettant plus de 10 kg de NOx par heure, selon l’inventaire des émissions (2017) de l’Agence Interrégionale belge de l’Environnement. Les récupérations des données troposphériques de VCD de NO2 TROPOMI coïncidantes sont superposées sous forme de polygones codés par couleur.