Ce mois-ci, alors que nos voisins et collègues des États-Unis ont célébré la Semaine des sciences de la Terre, nous étudions comment un scientifique d’Environnement et Changement climatique Canada utilise les observations de la Terre provenant des satellites de la NASA pour guider les efforts de lutte contre les changements climatiques.
En grandissant, Ray Nassar était fasciné par l’espace. Aujourd’hui chercheur scientifique au sein d’Environnement et Changement climatique Canada, il travaille avec des satellites pour mesurer les différents gaz présents dans l’atmosphère qui sont responsables de nombreux problèmes environnementaux. « Avec mes observations de l’espace, j’ai l’impression de faire quelque chose de vraiment concret et important pour la planète », dit-il.
Élément de hasard
En 2017, Ray a dirigé la première étude au monde (en anglais seulement) utilisant des observations par satellite pour quantifier les émissions de CO2 à l’échelle d’une centrale énergétique individuelle. À l’époque, on pensait qu’un satellite spécialement conçu pour cette tâche serait nécessaire pour fournir le niveau de détail requis. Ray n’était pas de cet avis. En tant que membre de l’équipe scientifique de la mission OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory 2) de la NASA, il a, avec un étudiant, recherché dans les données des observations à proximité de centrales énergétiques.
« Le satellite actuel, OCO-2, comporte un élément de hasard. Les gens pensent souvent que les satellites observent chaque point de la Terre, mais il y a de grands écarts entre les relevés », explique Ray.
Malgré les lacunes, Ray et son équipe ont pu utiliser la modélisation avec les données satellitaires pour quantifier les émissions d’un petit nombre de centrales énergétiques individuelles afin de démontrer que c’était vraiment faisable. Leurs conclusions ont montré que l’amélioration de la conception du satellite avec des observations plus détaillées pourrait constituer un outil puissant pour quantifier les émissions de CO2 des centrales énergétiques ou des régions urbaines où les émissions sont réparties géographiquement sur une plus grande surface.
Accord de Paris
En 2015, l’Accord de Paris a été mis en place, offrant un cadre aux nations du monde entier pour lutter contre les changements climatiques. Depuis, la communauté internationale a réalisé que des données plus fiables et plus détaillées sur les émissions, y compris les sources et les secteurs, seraient utiles pour atteindre l’objectif ultime de réduction des gaz à effet de serre de la manière la plus rentable possible. Ray cite un adage courant dans son domaine : « Ce qui ne peut être mesuré ne peut être géré. ».
L’approche typique que la plupart des pays utilisent pour déclarer leurs émissions dans le cadre de l’Accord de Paris est généralement basée sur le calcul. Les émissions sont déclarées sur la base d’un calcul des quantités de combustible achetées et de la durée de combustion. Selon Ray, l’orientation mondiale pour comprendre nos émissions consiste à aller vers plus de transparence et une plus grande utilisation des observations. « Les recherches de mon groupe, et de nombreux autres groupes dans le monde, utilisent une approche basée sur l’observation et des mesures atmosphériques pour quantifier les émissions afin de voir si elles correspondent à nos hypothèses, ou si elles peuvent être plus ou moins élevées ».
Prochaines étapes?
Les agences spatiales du monde entier étudient actuellement comment concevoir des missions satellites pour traiter différents aspects des changements climatiques. « Nous sommes confrontés à un problème mondial et aucun pays ne va le résoudre seul », déclare Ray. Il continue à travailler avec la mission satellite OCO-2 de la NASA ainsi qu’avec la mission OCO-3 qui a récemment suivi, et publiera un nouvel article basé sur plus de cinq ans de données. Ray est également le chercheur principal d’un projet de satellite proposé qui mesurerait les gaz à effet de serre, la qualité de l’air et les paramètres météorologiques en se concentrant sur les régions nordiques, y compris tout le Canada. La mission d’observation de l’Arctique (Arctic Observing Mission – en anglais seulement) est dirigée conjointement par Environnement et Changement climatique Canada et l’Agence spatiale canadienne. La National Oceanic and Atmospheric Administration et la NASA pourraient y participer à l’échelle internationale.