Ozone

Le 9 février, un instrument de mesure de l'ozone sur le satellite NOAA-21 a ouvert ses portes et, environ une semaine plus tard, a capturé sa première image mondiale depuis le lancement du satellite le 10 novembre. L'Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS) se compose d'un ensemble de trois capteurs qui sont essentiels pour surveiller la couche d'ozone de la Terre et suivre son rétablissement à mesure que les quantités de produits chimiques atmosphériques appauvrissant la couche d'ozone diminuent.

L'image du haut montre l'ozone total dans l'atmosphère réparti sur le globe. Les niveaux d'ozone plus élevés sont concentrés près du pôle Nord, ce qui est typique pour cette période de l'année.

L'image ci-dessus (Figure 2) montre une mosaïque globale d'observations, prises le 17 février par le Nadir Mapper de l'instrument. Les radiances les plus élevées sont associées à des sommets de nuages ​​brillants. Le canal de réflectivité des nuages ​​est l'un des cinq principaux canaux utilisés pour estimer la concentration totale d'ozone.

Le même jour, l'OMPS de NOAA-21 a également détecté des aérosols volcaniques laissés par l'énorme volcan sous-marin Hunga Tonga qui a commencé à éclater puissamment dans le Pacifique Sud il y a un an, crachant de la vapeur d'eau et du dioxyde de soufre dans la stratosphère (voir la figure 3).

L'OMPS a été conçu à l'origine pour mesurer l'ozone élevé dans l'atmosphère, ce qui protège les humains et les autres formes de vie sur Terre des effets nocifs du rayonnement ultraviolet.

"L'objectif était de pouvoir effectuer des mesures vraiment très précises de l'ozone sur de longues périodes", a déclaré Glen Jaross, le scientifique de l'instrument OMPS pour le Joint Polar Satellite System (JPSS) de la NOAA. "Nous voulons être en mesure de mesurer les changements d'ozone à un pour cent ou mieux sur une échelle de temps de 10 ans."

Au fil du temps, les capacités de l'instrument OMPS se sont étendues pour inclure d'autres aérosols, tels que la fumée des incendies de forêt et le dioxyde de soufre et les cendres des volcans.

OMPS peut également capturer la structure nuageuse des phénomènes météorologiques violents. Les trois images ci-dessus (Figure 4), ont été prises le 18 février 2023, au-dessus d'une tempête tropicale dans l'océan Indien. L'image de gauche provient de l'instrument OMPS de NOAA-21 et l'image de droite provient de l'OMPS de NOAA-20. La structure nuageuse est plus clairement visible depuis OMPS sur le satellite NOAA-21 par rapport à ceux de NOAA-20 et de Suomi NPP. Cela est dû à la résolution spatiale améliorée du dernier instrument.

La NASA a commencé à mesurer l'ozone depuis l'espace en 1970, peu de temps avant que les scientifiques ne découvrent que des produits chimiques nocifs appelés chlorofluorocarbures, ou CFC, entraînent un appauvrissement dangereux de l'ozone atmosphérique. Au milieu des années 1980, les scientifiques ont découvert un trou dans l'ozone dans la stratosphère au-dessus de l'Antarctique. Un effort mondial pour interdire ces gaz a abouti à la stabilisation des niveaux d'ozone au cours des trois dernières décennies, avec des mesures récentes indiquant que les niveaux d'ozone commencent à augmenter.

Les instruments OMPS, qui volent également sur les satellites frères de la NOAA-21, NOAA-20 et Suomi-NPP du Joint Polar Satellite System de la NOAA, ainsi qu'un instrument à bord du satellite Aura, ont montré qu'entre le 7 septembre 2022 et le 13 octobre 2022 , le trou d'ozone antarctique avait atteint une superficie moyenne de 8,9 millions de miles carrés, une superficie légèrement plus petite que l'année dernière, poursuivant une tendance à la diminution.

La semaine dernière, les ingénieurs ont envoyé une commande à OMPS, dirigeant un mécanisme pour ouvrir les portes des capteurs de nadir et de membre, selon Natalie Ciampa, responsable des instruments OMPS pour JPSS. Cela a permis à l'instrument de commencer à collecter des données.

OMPS détecte ce que l'on appelle la lumière "rétrodiffusée" de l'atmosphère. C'est la lumière du soleil qui se reflète sur l'atmosphère ou sur la surface de la Terre. OMPS le fait en regardant le soleil et en mesurant le signal solaire direct, puis en se tournant vers la Terre pour mesurer la fraction de ce signal qui est réfléchie.

Pensez à la Terre comme un laser brillant sur une boule disco, a déclaré Jaross. Le soleil est comme un laser et toutes les étincelles sont de la lumière réfléchie par la Terre. "Et OMPS est assis là-bas, et il capte toute cette lumière."

OMPS mesure l'ozone atmosphérique de deux manières, en cartographiant l'ozone total sur le globe à l'aide du Nadir Mapper et en sondant l'atmosphère verticalement pour collecter des mesures précises à différentes altitudes à l'aide du Nadir Profiler et du Limb Profiler. L'instrument nadir (NM) de la suite, exploité par la NOAA, pointe directement vers la Terre, et l'instrument des membres (LP), exploité par la NASA, mesure sous un angle. Et cette dernière version sur NOAA-21 a quelques améliorations.

La résolution spatiale de l'instrument de cartographie OMPS de NOAA-21 s'est améliorée. Alors que l'empreinte au nadir du satellite Suomi-NPP était d'environ 30 par 30 milles, la résolution sur NOAA-21 OMPS peut maintenant mesurer environ 6 par 6 milles. Le dernier instrument offre également la capacité de mesurer le dioxyde d'azote, un précurseur de l'ozone troposphérique, le principal ingrédient du smog. Cela ne doit pas être confondu avec l'ozone stratosphérique élevé dans l'atmosphère qui protège les humains et les autres formes de vie contre les rayons ultraviolets.

"La quantification de ces espèces atmosphériques est importante pour diverses raisons, notamment la surveillance de la couche d'ozone et de ses interactions avec le changement climatique, le suivi du dioxyde de soufre volcanique et des cendres pour la sécurité du trafic aérien, et l'identification des sources et des niveaux de pollution pour les évaluations générales de la qualité de l'air." a déclaré Satya Kalluri, scientifique du programme JPSS.

Ensemble, la NOAA et la NASA supervisent le développement, le lancement, les tests et l'exploitation de tous les satellites du programme Joint Polar Satellite System. La NOAA finance et gère le programme, les opérations et les produits de données. Au nom de la NOAA, la NASA développe et construit les instruments, les engins spatiaux et le système au sol, et lance les satellites, que la NOAA exploite.