La première cartographie complète des sources d'ammoniac sur Terre vient d'être réalisée grâce à des données spatiales. Cette carte montre une sous-estimation de certaines sources d'ammoniac répertoriées par les inventaires actuels et en identifie de nouvelles. Ces travaux effectués par une équipe du Laboratoire atmosphères, milieux, observations spatiales (LATMOS/IPSL, CNRS/UPMC/UVSQ) en collaboration avec des chercheurs belges de l'Université Libre de Bruxelles, ont été réalisés grâce aux mesures infrarouges de l'instrument français IASI, élément du satellite météorologique MetOp développé par le CNES. Ces résultats sont publiés en ligne dans la revue
Nature Geoscience du 21 juin 2009.
L'ammoniac (NH3) contribue significativement à la formation de particules impliquées dans le développement d'épisodes de pollution. Il émane principalement de l'usage des fertilisants agricoles et de l'intensification des pratiques d'élevages. L'ammoniac est le plus mal connu des polluants régulés par les directives européennes pour la qualité de l'air. Les cadastres d'émission sont peu précis
(1) et la surveillance globale et systématique de ce composé est difficile. Une fois émis, l'ammoniac reste peu de temps dans l'atmosphère mais engendre une cascade d'effets environnementaux. Des concentrations élevées d'ammoniac affectent la faune, la flore, et la qualité de l'air localement.
Cartographie des émissions mondiales d'ammoniac pour l'année 2008,
mesurées par le sondeur IASI/MetOp.
Les sources d'émission importantes sont identifiées dans la légende. Bien que l'instrument IASI
(2) du satellite météorologique MetOp
(3) n'ait pas été initialement prévu pour détecter l'ammoniac dans l'atmosphère terrestre, les chercheurs ont mis au point une méthodologie qui permet d'isoler la signature de l'ammoniac du bruit de fond de l'instrument. En filtrant les données et en les accumulant pendant une année d'observation en continu (plus d'un million de mesures par jour, avec deux passages par jour en tout point du globe) les chercheurs ont pu obtenir des cartes de concentration en ammoniac et les comparer aux modèles atmosphériques récents.
Ces travaux ont mis en évidence une sous-estimation des sources d'ammoniac fournies par les inventaires actuels dans des vallées agricoles de l'hémisphère Nord, en particulier en Amérique (régions de San Joaquin en Californie et Snake River Valley dans l'Idaho) et en Europe (vallées du Po et de l'Ebre). Les différences les plus importantes sont localisées en Asie Centrale avec l'identification de certaines sources qui n'existent pas dans les inventaires actuels.
Distributions d'ammoniac en 2008 mesurées par le sondeur IASI/MetOp au-dessus
(de haut en bas) de la vallée du Pô (Italie), de la vallée de Fergana (Usbekistan)
et de la Snake River Valley (États-Unis) et superposées à une photographie aérienne 2008
(© Google-Imagery 2008 et Terrametrics). Du jaune au rouge, les couleurs indiquent
des concentrations d'ammoniac de plus en plus fortes.
Distributions d'ammoniac en 2008 mesurées par le sondeur IASI/MetOp au-dessus de l'Europe
et de la San Joachin valley (Californie), superposée à une image obtenue par l'instrument MODIS
[Image MODIS, L. Gonzalez et C. Deroo (LOA et Université de Lille)].
Du jaune au rouge, les couleurs indiquent des concentrations d'ammoniac de plus en plus fortes.
Les structures blanches sont des nuages.
(1) Les mesures disponibles sont locales, ponctuelles, voire inexistantes dans certaines régions.
(2) Interféromètre Atmosphérique de Sondage Infrarouge, instrument construit par le CNES et lancé à bord du satellite MetOp fin 2006.
(3) Le programme MetOp est un partenariat CNES/Eumetsat qui va couvrir 15 années d'observation de la composition atmosphérique en continu avec le lancement de trois satellites successifs.