La pollution atmosphérique dans un monde post-COVID-19
La pollution atmosphérique est l’un des problèmes majeurs de notre époque. D’après un récent rapport de l’Agence européenne pour l’environnement (EEA), la pollution de l’air joue en effet un rôle dans un décès sur huit en Europe. Les observations réalisées par le satellite Copernicus Sentinel-5P sont déterminantes pour suivre l’évolution de la pollution atmosphérique dans toute l’Europe, en particulier les concentrations de dioxyde d’azote.
Cette année, les données satellitaires ont été utilisées à grande échelle pour suivre les fluctuations de la qualité de l’air à la suite des mesures prises en réponse à la COVID-19. Le satellite Copernicus Sentinel-5P – l’un des éléments du programme européen Copernicus – assure depuis son lancement en 2017 une cartographie permanente des variations de la pollution atmosphérique.
Des scientifiques de l’Institut royal météorologique des Pays-Bas (KNMI) et de l’Institut d’aéronomie spatiale de Belgique (IASB) ont utilisé des données satellitaires provenant de Sentinel-5P ainsi que des données au sol afin d’identifier les corrélations entre la COVID-19 et les conséquences de la pollution atmosphérique en Europe.
Les graphiques ci-dessous montrent les concentrations moyennes de dioxyde d’azote au-dessus de cinq grandes villes européennes : Milan, Madrid, Paris, Berlin et Budapest. La partie supérieure montre les concentrations issues des données de Sentinel-5P en 2019 (moyenne mobile de 14 jours) comparées à celles de 2020, tandis que la partie inférieure reprend les observations in situ.
Les niveaux de gris reflètent les périodes de confinement en 2020, passant de mesures strictes (gris foncé) à des mesures plus souples (gris clair). Les pourcentages en rouge représentent la réduction observée entre 2020 et 2019 sur la même période.
Les données montrent que les réductions les plus fortes – de 40 à 50 % – ont été observées dans la première phase du confinement dans le sud de l’Europe, particulièrement en Espagne, en Italie et en France. Pour juillet et août 2020, les données indiquent que les concentrations sont toujours 10 à 20 % inférieures aux valeurs d’avant la COVID-19.
Pour Bas Mijling, scientifique spécialiste de l’atmosphère au KNMI, « les mesures de quarantaine mises en œuvre à Berlin ont conduit à une chute de 20 % avec de légères variations observées jusqu’en août 2020. En Europe orientale, l’impact des mesures a été en général moins spectaculaire que dans le sud de l’Europe et qu’en France, où des réductions d’environ 40 à 50 % ont été observées pendant le confinement strict de mars et avril ».
« Des recherches additionnelles sont menées en ce moment dans le cadre d’un projet de l’ESA appelé ICOVAC – étude de l’impact des mesures de confinement liées à la COVID-19 sur la qualité de l’air et le climat ».
Jenny Stavrakou, scientifique spécialiste de l’atmosphère à l’IASB, précise que « l’impact de la météorologie sur les observations de dioxyde d’azote pourrait être important et ne devrait dès lors pas être négligé. C’est pourquoi il est nécessaire d’analyser les données sur des périodes prolongées, afin de mieux estimer l’impact des activités humaines sur les observations ».
Elle ajoute que « pour la comparaison des moyennes mensuelles entre 2019 et 2020, nous estimons qu’il existe une incertitude sur la réduction provoquée par la COVID-19 de l’ordre de 15 à 20 %. En comparant, pour différentes villes, les réductions indiquées par les données satellitaires avec les données mesurées au sol, nous arrivons à une concordance satisfaisante, avec des différences qui se situent dans la marge d’incertitude provoquée par la variabilité météorologique ».
Claus Zehner, le responsable de la mission Copernicus Sentinel-5P à l’ESA, souligne quant à lui que « ce qui est vraiment remarquable, c’est la très bonne concordance entre les données fournies par le satellite Sentinel-5P et les données collectées au sol. Ceci démontre que le suivi de la qualité de l’air depuis l’espace peut contribuer à des rapports réguliers sur la qualité de l’air dans les pays européens, chose qui a été faite jusqu’à présent en se basant uniquement sur des mesures au sol ».
Les confinements de mars-avril en Europe ont conduit à une chute considérable des niveaux de dioxyde d’azote dans les régions industrielles et densément peuplées en Europe, comme par exemple dans la région de la Ruhr en Allemagne ainsi que dans la vallée du Po dans le nord de l’Italie.
Ces diminutions s’expliquent par la contribution notable du trafic routier et des secteurs de l’industrie et de l’énergie aux niveaux de dioxyde d’azote. Les concentrations semblent revenir à des niveaux presque normaux en juillet-août 2020, sauf au-dessus des grandes agglomérations dans lesquelles les activités humaines n’ont pas encore complètement repris leur cours habituel.
Le dioxyde d’azote est libéré dans l’atmosphère lors de la combustion de carburant par des véhicules, des centrales électriques ou des installations industrielles. Il peut entraîner de sérieuses conséquences sur la santé humaine, notamment en augmentant la probabilité de développement de problèmes respiratoires. Sentinel-5P emporte à son bord l’instrument Tropomi, un instrument de pointe qui détecte la signature unique de différents gaz atmosphériques afin de cartographier les polluants de l’air de façon plus précise, à un niveau de résolution spatiale encore jamais atteint.
