Détection des panaches de dioxyde de soufre par TROPOMI à bord de Sentinel-5P

Les émissions de SO2 peuvent avoir un impact important sur la qualité de l'air et le climat, et constituer une menace pour les avions lors d’éruptions volcaniques entrainant l'injection de particules soufrées dans la haute atmosphère. Le groupe "UV-visible observations" développe de nouveaux algorithmes pour l'instrument à haute résolution Sentinel-5P TROPOMI qui permet de déterminer la colonne et la hauteur de SO2 avec un niveau de détail et de sensibilité sans précédent.

Le dioxyde de soufre (SO2) est émis dans l'atmosphère terrestre par les activités humaines (centrales électriques au charbon, industries pétrolières et gazières, fonderies) et par des processus naturels (volcans).

Pour surveiller et estimer les émissions atmosphériques globales de SO2, une détection précise à partir de l'espace est extrêmement importante. Traditionnellement, la détection du SO2 dans l'UV est réalisée à l'aide de la technique de spectroscopie d'absorption optique différentielle (DOAS). Toutefois, cette méthode s'accompagne généralement de biais importants et de niveaux de bruit élevés dans les données de SO2.

Algorithme alternatif pour la détermination des colonnes de SO2

Le groupe « UV-visible observations » de l’IASB a développé un algorithme alternatif pour la détermination des colonnes de SO2 à partir d'observations satellitaires. La validité de cette approche, appelée COBRA, a été démontrée sur des mesures de l'instrument TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) à bord du satellite Sentinel-5 Precursor (S-5P).

Cette méthode permet de réduire de manière significative le bruit et les biais présents dans les mesures actuelles de SO2 effectuées par TROPOMI. A l'avenir, COBRA sera implémenté dans le processeur SO2 opérationnel de TROPOMI.

Notre carte SO2 signal map (version plein écran, avec options supplémentaires) montre le signal global de SO2 mesuré par S-5P/TROPOMI, moyenné sur deux ans et demi (mai 2018 - décembre 2020). La plupart des biais et des zones de fausse détection du SO2 observés dans les versions précédentes des données, sont en grande partie résolus avec COBRA. Le zoom sur les régions polluées révèle même de nouvelles sources faibles de SO2.

Récemment, le concept de COBRA a été étendu avec succès à la détermination de la hauteur du panache de SO2 volcanique. Ces informations sont très utiles pour atténuer les risques volcaniques pour l'aviation et pour mieux quantifier les émissions volcaniques de SO2.

 

Références:

  • Theys, N., Fioletov, V., Li, C., De Smedt, I., Lerot, C., McLinden, C., Krotkov, N., Griffin, D., Clarisse, L., Hedelt, P., Loyola, D., Wagner, T., Kumar, V., Innes, A., Ribas, R., Hendrick, F., Vlietinck, J., Brenot, H., Van Roozendael, M. A sulfur dioxide Covariance-Based Retrieval Algorithm (COBRA): application to TROPOMI reveals new emission sources, Atmospheric Chemistry and Physics, Vol: 21, issue: 22, 16727-16744, DOI: 10.5194/acp-21-16727-2021, 2021
     
  • Theys, N., Lerot, C., Brenot, H., Van Gent, J., De Smedt, I., Clarisse, L., Burton, M., Varnam, M., Hayer, C. Esse, B., Van Roozendael, M. Improved retrieval of SO2 plume height from TROPOMI using an iterative Covariance-Based Retrieval Algorithm, Atmospheric Measurement Techniques, Vol: 15, issue: 16, 4801-4817, DOI: 10.5194/amt-15-4801-2022, 2022
Carte de la colonne verticale de SO2 S-5P/TROPOMI
Carte de la colonne verticale de SO2 à partir des observations S-5P/TROPOMI SO2, moyennée sur une période de 2,5 ans. Cliquez sur le lien dans le texte pour consulter la version plein écran de la carte, avec des options supplémentaires.