Une nouvelle étude menée par une équipe de chercheurs de l'Université du Minnesota fournit les premières mesures mondiales par satellite de l'un des produits chimiques les plus importants affectant l'atmosphère terrestre.

L'isoprène est un hydrocarbure naturel émis dans l'atmosphère en grandes quantités – environ 500 milliards de kg par an – par les plantes et les arbres. L'isoprène est chimiquement réactif, et une fois dans l'atmosphère, il se combine avec des polluants d'origine humaine pour nuire à la qualité de l'air. L'isoprène réagit également avec le principal agent oxydant atmosphérique, appelé radicaux OH, et réduit donc la capacité de l'atmosphère à se purifier des polluants et des gaz à effet de serre.

Les scientifiques se tournent vers les modèles atmosphériques pour prédire la composition atmosphérique actuelle et future et la qualité de l'air, ainsi que pour diagnostiquer la capacité de l'atmosphère à éliminer les gaz à effet de serre et les polluants atmosphériques. Mais les taux d'émission d'isoprène sont très incertains en raison de la rareté des mesures au sol, et les scientifiques ne savent pas non plus dans quelle mesure l'isoprène agit pour supprimer ou maintenir l'abondance des radicaux OH dans l'atmosphère.

Maintenant, des chercheurs ont mis au point les toutes premières mesures mondiales de l'isoprène depuis l'espace. En utilisant les observations du capteur satellite Cross-track Infrared Sounder (CrIS), les chercheurs ont développé une méthode de récupération qui utilise l'apprentissage automatique pour déterminer la concentration atmosphérique d'isoprène dans différentes parties du monde. Ils ont combiné ces mesures avec la modélisation atmosphérique pour tester la compréhension scientifique actuelle des émissions mondiales d'isoprène et de la façon dont l'isoprène affecte l'oxydation atmosphérique. La recherche sera publiée mercredi, 9 septembre dans le journal La nature .

"L'isoprène est l'un des moteurs les plus importants de la chimie atmosphérique mondiale, " a déclaré Dylan Millet, professeur au département des sols de l'U de M, L'eau, et Climat. "Ces mesures satellitaires fournissent une nouvelle compréhension de la façon dont la biosphère et l'atmosphère de la Terre interagissent."

En combinant les mesures d'isoprène CrIS avec d'autres données satellitaires, pour la première fois, les chercheurs ont pu estimer l'abondance d'OH depuis l'espace sur les régions sources d'isoprène. Ces observations corroborent les récentes découvertes théoriques et de laboratoire :les émissions d'isoprène réduisent l'OH atmosphérique, mais pas aussi fortement qu'on le croyait à l'origine. Par conséquent, l'atmosphère conserve une capacité importante à se nettoyer de la pollution même en présence d'émissions naturelles d'isoprène. La combinaison de ces mesures avec d'autres données spatiales ouvrira de nouvelles portes pour étudier les changements de l'OH au fil du temps.

Cette recherche jette les bases d'études pluriannuelles examinant les changements saisonniers à interannuels de l'isoprène et leurs impacts sur l'atmosphère mondiale. Les informations de ces nouvelles mesures satellitaires peuvent également être utilisées pour améliorer les modèles atmosphériques actuels, dans le but de prédire avec plus de précision la qualité de l'air dans un climat changeant.

Les chercheurs ont révélé que :

• Les mesures satellites de l'isoprène montrent des surestimations dramatiques du modèle sur l'Amazonie. Ces disparités indiquent un fort besoin de mieux comprendre les émissions tropicales d'isoprène et d'autres produits chimiques réactifs.
• Sur l'Afrique australe, les mesures CrIS révèlent un point chaud d'isoprène majeur qui est absent des prédictions ascendantes. Cela indique qu'il est nécessaire d'approfondir les recherches sur les sources d'isoprène dans cette région sous-étudiée.

"Ces nouvelles mesures satellitaires révèlent que, alors que notre compréhension de la chimie de l'isoprène devient assez bonne, nous avons encore beaucoup à apprendre sur la variation des émissions d'isoprène dans les différents écosystèmes de la Terre, " a déclaré Kelley Wells, chercheur au Département des Sols, L'eau, et le climat au College of Food de l'U of M, Sciences de l'agriculture et des ressources naturelles.