CO 2 les concentrations dans l'air continuent d'augmenter rapidement, et une réduction rapide des émissions d'origine humaine devient de plus en plus importante. Afin d'évaluer l'efficacité des mesures politiques, des niveaux d'émissions opportuns et fiables sont nécessaires. Cependant, les méthodes actuelles sont coûteuses. L'Agence spatiale européenne ESA travaille donc au développement de nouveaux satellites qui seront capables de déterminer le CO 2 émissions à l'avenir—avec l'aide de l'Empa.

Les villes sont de véritables CO 2 sources, mais la quantité d'émissions réellement émises peut difficilement être déterminée de manière fiable à l'heure actuelle. Les estimations actuelles sont basées sur les statistiques et les données d'activité des transports, industrie, chauffage et production d'énergie. L'évaluation de ces données est complexe et les résultats ne sont disponibles qu'avec un long délai. Les estimations sont également incertaines, car les chiffres précis ne sont souvent pas disponibles et des hypothèses simplifiées doivent être formulées - par exemple, en cas de chauffage. Bien que le réseau actuel de stations au sol soit utile pour suivre l'augmentation des émissions de CO 2 dans l'atmosphère, il n'est actuellement pas assez dense pour fournir des informations fiables sur les émissions de pays individuels ou même de villes individuelles.

Des chercheurs travaillent à une meilleure détermination des émissions

Pour cette raison, l'UE, avec l'ESA, développe un système de surveillance du CO 2 émissions. Un élément clé de ceci est la mission satellite CO2M ("Copernicus Anthropogenic Carbon Dioxyde Monitoring") :à partir de 2025, les premiers satellites CO2M seront mis en orbite pour produire des cartes globales du CO atmosphérique 2 concentrations à l'aide de mesures spectroscopiques. Cela permettra de déterminer où et combien de CO 2 est émis par les installations industrielles, villes et pays. Ces mesures réduiraient les incertitudes actuelles dans l'estimation du CO 2 émissions provenant de la combustion de combustibles fossiles.

L'ESA s'appuie sur l'expertise de l'Empa pour équiper les satellites de la technologie de mesure appropriée. « Nous avons pu donner à l'ESA différentes recommandations pour l'équipement des satellites, " explique Gerrit Kuhlmann du département Pollution de l'air / Technologie de l'environnement de l'Empa. La difficulté pour déterminer les émissions de CO2 est de faire la distinction entre les signaux anthropiques et biologiques. La respiration de la végétation provoque de fortes fluctuations dans la distribution du CO 2 . Le satellite doit donc être capable de les séparer des émissions d'origine humaine. L'idée :un appareil de mesure combiné qui détecte le CO 2 , mais aussi en plus du dioxyde d'azote (NO2). Car :« La combustion du charbon, le pétrole et le gaz produisent non seulement du CO2, mais aussi des oxydes d'azote. Cependant, ceux-ci ne sont pas produits lors de la « respiration » naturelle de la biosphère, ", explique Kuhlmann. Un instrument NO2 supplémentaire devrait donc être capable de "filtrer" les signaux de CO2 anthropiques.

L'Empa simule des mesures satellitaires

Pour tester cette idée, Kuhlmann et son équipe ont simulé la distribution du CO 2 et les concentrations de NO2 pour l'année 2015 avec une résolution spatiale jamais atteinte auparavant. Les simulations élaborées ont été réalisées sur l'ordinateur hautes performances le plus rapide d'Europe, le « Piz Daint » au centre informatique suisse CSCS à Lugano. Ils ont pu montrer qu'une combinaison de mesures de CO2 et de NO2 fournit des résultats meilleurs et plus fiables que si un seul appareil de mesure de CO2 avait été installé sur le satellite.

Pour le moment, on ne sait toujours pas combien de satellites doivent être envoyés en orbite, mais Kuhlmann en recommande au moins trois. "Le problème est que le ciel est rarement sans nuages, " dit Kuhlmann. En 2015, le ciel au-dessus de l'Europe était donc libre de nuages ​​en moyenne un jour par semaine seulement. Plus les satellites prennent régulièrement des photos, the greater the probability of seeing the plumes of exhaust fumes from individual sources such as cities and being able to determine emissions from them. The recommendation for the installation of an additional NO2 measuring instrument has already been incorporated into the planning of the new satellites.