20 mars 2014 – Forum du Futur

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].

L’observation spatiale au service de la surveillance du climat et de l’environnement

Laure Brooker Lizon-Tati

Earth Observation, Science and Navigation Program LineAirbus Defence and Space20 mars 2014 – Forum du Futur

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]. Sommaire

1. Apport du spatial constaté ces dernières décennies

2. L’observation depuis l’espace, un accès global et répétitif

3. L ’observation spatiale, un élément clé d’une offre globale

4. Deux exemples probants :

4-a La technologie spatiale au service de la lutte contre la déforestation

Exemple du Brésil

4- b La technologie spatiale au service des mesures des gaz à effet de serre

Service global de mesure des gaz à effet de serre5. Quelques missions futures européennes dédiées à l'étude des gaz à effet de

serre

6. Conclusion

Forum du Futur - Conférence du 20 mars 2014 - Le changement climatique

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]. Apport de l’observation spatiale constaté ces dernières décennies


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Ces observations ont fait progresser notre compréhension du système climatique et ont

amélioré les modèles climatiques.

La science du climat a fait des progrès spectaculaires grâce aux observations fournies par les satellites.

Trou d’Ozone au Pôle Sud observé le 25/09/2002

Détachement d’un iceberg observé le 06/11/2003

1959 1978 1991 2001 2002 2004 2006 2009 2010 2013 2014

Explorer 7 ENVISATTOVS CryoSat-2SMOSMetOp-AJason-1 OCO-2

Suivi de l’iceberg en avril 2005

ERS-1

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]. Observation des glaces de mer en

Arctique

Mesure de la concentration de la

glace de mer Arctique de 1978 à

2010.


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]. L’observation depuis l’espace, unique accès global, répétitif et homogène

Les satellites sont le seul moyen pour donner un aperçu instantané de l'état global de notre planète.

L'objectif de la collecte des données est double:• Fournir des données fiables et homogènes (mêmes capteurs) qui seront utilisées pour l'établissement de

modèles climatiques.• Fournir une référence pour mesurer et surveiller les changements climatiques et leurs effets sur la planète

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Compte tenu de la couverture globale et répétitive qu’ils offrent, les satellites, sont devenus les thermomètres de la planète. Ils permettent de mesurer l’essentiel des variables de

contrôle environnementales(*) de l’ONU

Variations de température

Juillet 2006: Anomalie sur la température de surface globale comparée au températures moyennes détectée par l’AATSR d’Envisat - vague de chaleur sur l’Europe centrale et du Nord (rouge) clairement visibles

Température de surface

L’exploitation concertée de la flotte internationale de satellites disponibles partageant leur données donne une meilleure évaluation de la situation mondiale.

Continuité des capteur spatiaux dans le temps : permet de construire des ensembles de données couvrant de façon continue plusieurs décennies.

(*) En 2010, le GCOS a créé la liste de 50 Variables Climatiques Essentielles (ou ECV pour Essential Climate Variables)

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]. L’ observation spatiale, un élément clé d’une solution globale

• Conditions moyennes des éléments caractéristiques des 3 principaux réservoirs :– Océan, Atmosphère, Surfaces continentales– Températures, précipitations, ensoleillement, humidité, vitesse des vents...

• Interactions entre ces différents éléments contribuant au changement climatique– Emissions des gaz à effet de serre provenant de la déforestation– Evaporation des océans & vapeur d’eau

• Conséquences politico-socio-économiques– Catastrophes naturelles– Santé– Disponibilité en eau potable– Rendements agricoles

• Atouts du spatial– Couverture globale– Indépendance du système– Comparaison entre zone / pays / régions

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...

...

...

Création d’un portefeuille de services utilisant la donnée spatiale pour créer une approche globale


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]. La technologie spatiale au service de la lutte contre la déforestation

• Contexte : Mécanisme REDD (Réduction des émissions causées par le déboisement et la dégradation des forêts) des Nations Unies

• Besoins : Etablir des cartes actualisées, mesures précises et irréfutables de la détection des changements au sein des forêts, évaluer l’efficacité des programme REDD, fournir des modèles significatifs de carbone

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La France s’est engagée dans la protection de la forêt et le mécanisme REDD+Partenariat entre l'Agence Française de Développement et Airbus DS Services pour fournir des images SPOT aux pays du bassin du Congo

Solution offerte par les systèmes spatiauxServices d’intervention rapide, systèmes adaptés à la surveillance de zones étendues dans différentes régions du monde.

Image prise par SPOT-4

le 26/062011 sur le bassin

du Congo

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]. Lutte contre la déforestation - l’exemple du Brésil

Surveillance et intervention en Amazonie (7,8 millions de km²) : Airbus DS travaille avec l’ONG brésilienne IMAZON dans les régions les plus sujettes à la déforestation.

Etat de Mato Grosso: Problématique : retracer la chronologie de la dégradation sur 600 000 km²

Collecte et traitement d’archive d’images du satellite Landsat sur 25 ans Images SPOT sélectionnées pour produire le Cadastro Ambiental Rural (CAR, Cadastre Rural & Environnemental)

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Outil présenté à la Conférence de Copenhague sur le Changement Climatique en 2009

IMAZON peut désormais produire des cartes actualisées en l’espace de quelques jours et les fournir à l’agence environnementale de l’Acre et autres ONG au profit de la planification des opérations de terrain, permettant ainsi aux autorités brésiliennes d’intervenir rapidement.

Mato Grosso

Etat d’Acre: Problématique : réduire le délai entre l’acquisition des photos aériennes et la livraison des cartes/statistiques de déforestation (plusieurs mois). Satellite FORMOSAT-2 chargé d’imager les zones d’intérêt chaque jour dans les mêmes conditions d’observation.

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].

La technologie spatiale au service des mesures des gaz à effet de serre

Deux types de d’application : • Application scientifique: Estimation des flux de gaz à effet de serre (en particulier la caractérisation des sources et puits de

CO2 et de CH4, extension future au N2O)

• Application opérationnelle : Surveillance des gaz à effet de serre de nature anthropogénique(Protocole de Kyoto)

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XCO2 error reduction map

CH4

latitude

Mois 0707 → 1108

Gaz à effet de serre (CO2, CH4)

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]. Service global de mesure des gaz à effet de serre

• Valeur ajoutée – Mesures précises et indépendantes

pour compléter les inventaires actuels– Allocation spatiale des émissions pour

identifier les sources principales d’émissions et zones d’action prioritaires

– Mise a jour régulière des cartes d’émission

– Contribuer à une meilleure gestion des politiques de réduction des émissions

– Anticipation des futures législations internationales

– Préparer le marché pour des services basés sur des données satellitaires

– Accélérer le rôle et l’émergence des futures missions spatiales pour la mesure des gaz à effet de serre

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Mise en place d’un service de mesure des émissions de gaz à effet de serre combinant la conception de satellites, la fourniture de services, et de solutions clés en main,

• Concept: Intégration de mesures continues de CO2, CH4 et CO provenant d’une large gamme de capteurs (satellites, avions, sol…) dans un modèle atmosphérique (transport + météo)

• Partenaires: – Laboratoire des Sciences du Climat et

de l’Environnement (FR)– National Centre for Earth Observation

(UK)– National Physical Laboratory (UK)

• Offre de service: Mise à jour mensuelle de la répartition spatiale des émissions et des flux afin d’identifier les sources émettrices dans le temps et dans l’espace à l’échelle globale, nationale, régionale, ville


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Plus d’informations

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• United Nations Global Compact - Climate & Energy Hub

http://businesspartnershiphub.org/climate-energy/projects/view/14/

• Projets Pilotes

http://event.astrium.eads.net/en-london-pilot

• United Nations Environment Programme – Climate Action – COP19 report

http://www.climateactionprogramme.org/bookstore/book_2013/

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]. Quelques missions futures européennes dédiées à l'étude des gaz à effet de serreMicroCarb (projet CNES) 2018

Mesure de la colonne atmosphérique de CO2 sur l'ensemble du globe à des précisions

suffisantes pour restituer les échanges entre les différents réservoirs de Carbone que sont l'atmosphère, l'océan, la végétation et le Carbone "fossile" (charbon, gaz, pétrole). Intérêt particulier sur des régions pratiquement dépourvues de stations de mesure, telles que l'Amazonie, l'Afrique et les régions boréales

CarbonSat (projet ESA) 2019

Mesure précise de la concentration et la répartition, à l'échelle planétaire, du CO2 et du

méthane, Permettra de distinguer les flux provenant de sources naturelles de ceux provenant de l’activité humaine CarbonSat permettra d’assurer la continuité du spectromètre Sciamachy sur Envisat

MERLIN (coopération bilatérale CNES/DLR) 2017Restitution des flux de méthane à l’échelle globale grâce à une mesure précise de son

contenu dans l’atmosphère. Système utilisant pour la première fois un LIDAR (radar optique) à absorption différentielle: excellente résolution verticale.

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Précurseurs scientifiques préparant les futures missions opérationnelles

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]. Conclusion

L’observation spatiale est un outil de diagnostic primordial du changement climatique fournissant des données fiables, précises et cohérentes et permettant de construire un historique continu sur plusieurs décennies.

L’observation spatiale est un outil de surveillance de l’environnementGrâce à leur couverture globale systématique, les systèmes spatiaux sont de véritable vigies en orbite. Ceci est renforcé grâce à la coopération internationale.

L’observation spatiale est un outil d’anticipation

L’observation spatiale est également un outil d’aide à la décision, de plus en plus indispensables à la mise en place de politiques publiques relatives à la lutte contre le réchauffement climatique.

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La Terre n’appatient pas à l’homme, c’est l’homme qui appartient à la Terre

Sitting Bull

Comprendre

Agir

Décider

Anticiper

Surveiller

Mesurer

Documents

20 mars 2014 – Forum du Futur