Observation spatiale de la pollution de l’air

Le développement rapide de l’économie chinoise a contribué au changement climatique et à l’aggravation de la pollution. L’augmentation de la teneur en particules dans l’atmosphère est à l’origine de la diminution de la visibilité.

Plus grave encore, un taux élevé de particules fines dans l’air est un facteur de risque sanitaires, avec un effet direct sur la diminution de l’espérance de vie.

En réponse à l’appel du gouvernement à surveiller cette pollution, l’agence spatiale chinoise CNSA a lancé des satellites d’environnements atmosphériques Gaofen 5 (GF-5). Une série de capteurs dédiés à la surveillance de la pollution atmosphérique devrait également être lancée, permettant aux observations spatiales d’appuyer la politique d’amélioration de l’environnement de la Chine.

Visibilité réduite

Problème majeur de santé publique, les alertes pollution sont désormais récurrentes dans toutes les grandes villes.

La polarisation pour caractériser les particules depuis un satellite

Les satellites permettent de mesurer l’atténuation des signaux optiques par les particules atmosphériques de toutes tailles. La surveillance de l’environnement s’intéresse tout particulièrement aux particules fines, dont le diamètre est inférieur à 2,5 mm. Il est donc nécessaire de différencier la taille des particules au moyen de la télédétection.

Un polarimètre permet de mesurer à la fois l’amplitude et la polarisation d’une onde électromagnétique. Particulièrement sensible à la morphologie et à la grosseur des particules, la polarisation constitue donc un bon moyen pour distinguer la taille des particules. Elle est aussi source d’informations plus précises, comme leur concentration massique.

Suivi de la couverture spatiale et temporelle du PM2.5 en Chine

Chine

Le gouvernement chinois accorde une grande importance à la protection de l’environnement. Il a publié en 2013 le plan d’action atmosphérique « Guo Shi Tiao ». Celui-ci définit le processus et le calendrier de réduction des polluants atmosphériques tels que les PM2,5, les particules inférieures à 2,5 mm. La cohérence des mesures sur la Chine et sur certains lieux clés constitue le chaînon essentiel de la réduction, du monitoring et du contrôle des émissions de particules fines.

Anomalies de pollution en µg/m3. Après un pic en 2011, la pollution en Chine a réduit de manière forte et systématique.

Fondée sur la télédétection par satellite, la répartition géographique des PM2.5 montre une zone de forte pollution dans la province du Hebei, particulièrement dans la partie sud. Dans le secteur de Beijing (Pékin), du fait de la topographie, la pollution est forte au sud et faible au nord

Remerciements

Le projet Gaofen-5 a été réalisé dans le cadre du programme HDEOS d’observation de la Terre par satellite, approuvé par le gouvernement chinois en 2010. Les satellites sont développés par l’agence spatiale chinoise CNSA, en partenariat avec l’Institut de télédétection et Terre numérique (RADI) de l’Académie des sciences chinoises (CAS). Le Ministère chinois de la science et des technologies (MOST) apporte le soutien de son programme national clé de recherche et développement.

  • China national space administration (Chine)
  • Institute of remote sensing and digital Earth (Chine)
  • Chinese academy of sciences (Chine)
  • International S&T cooperation program of China (Chine)

Publications scientifiques

  • Zhang Y., and Li Z., 2015, Remote Sensing of Atmospheric Fine Particulate Matter (PM2.5) Mass Concentration near the Ground from Satellite Observation, Remote Sensing of Environment, 160, 252-262