Le service européen COPERNICUS de surveillance de l'atmosphère

Une approche intégrée de surveillance de la qualité de l’air en Europe.

Copernicus est un programme européen de surveillance intégrée de l’environnement basé sur des réseaux de surveillance in situ, sur l’observation spatiale et sur la mise en œuvre de modèles numériques, qui comprend la surveillance des océans, des territoires, et de la composition de l’atmosphère.

À l’issu de près de dix ans de travaux de recherche préparatoires financés par la Commission européenne, les services européens Copernicus de surveillance de l’atmosphère sont entrés dans une phase opérationnelle à la fin de l’année 2015, sous le pilotage du Centre européen de prévision ECMWF. Ces services, regroupés sous la bannière CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Services), proposent tous les jours des prévisions, cartographies et autres données valorisées relatives à la composition chimique de l’atmosphère à l’échelle globale, à l’ozone stratosphérique, au rayonnement ultraviolet (UV) et à la qualité de l’air en Europe.

Ils mobilisent une cinquantaine d’équipes européennes exploitant différents types d’outils (modèles numériques) et de données (in situ et satellite) pour élaborer des diagnostics et des prévisions à différentes échelles d’espace et de temps.

L’Ineris est impliqué dans le développement et la mise en œuvre des services sur le segment qualité de l’air en Europe depuis leur genèse. L’Institut coordonne aujourd’hui deux piliers majeurs du programme CAMS : la production de prévisions de qualité de l’air Européennes (avec Météo-France : https://regional.atmosphere.copernicus.eu/), et les Services en soutien aux décideurs (Policy Service : https://policy.atmosphere.copernicus.eu/). L’Institut a par ailleurs coordonné un programme dédié au développement de méthodes d’apprentissage automatique (Machine Learning) pour améliorer les prévisions, et a contribué à un programme de recherche pour améliorer l’assimilation de données satellites.

Une contribution importante de l’Ineris dans le cadre de Copernicus consiste dans la production quotidiennedes prévisions, analyses et réanalyses pour les jours et années passés à l’aide du modèle CHIMERE en prenant en compte les observations des réseaux de mesure in situ mis en œuvre dans tous les pays européens en application des directives qualité de l’air. Des travaux de recherches sont engagés pour intégrer à terme des observations spatiales, et notamment celles du futur satellite géostationnaire dédié à la qualité de l’air, Sentinel 4.

Dans le cadre du Policy Service CAMS, l’Ineris pilote également un certain nombre de services dédiés à l’aide à la décision, qui mettent en œuvre des méthodes innovantes, par exemple pour simuler, via un outil disponible en ligne et avec un coût de calcul minimal, l’impact de n’importe quelle combinaison de réduction d’émissions sectorielle (trafic, industrie, chauffage résidentiel, agriculture) sur la qualité de l’air pour les jours à venir. Un tel outil a vocation à aider les décideurs à mieux comprendre les facteurs déterminants des épisodes de pollution.

Le programme Copernicus en général, et son volet dédié à la surveillance de l’atmosphère CAMS en particulier, constitue aujourd’hui un des piliers de la mise à disposition de données environnementales par la Commission Européenne. Les résultats sont disponibles de manière ouverte et gratuite pour l’ensemble des utilisateurs et des ateliers de formation sont régulièrement organisés. Les utilisateurs incluent des entreprises développant des services à valeur ajoutée pour des entités publiques et privées. Mais les données de Copernicus sont aussi utilisées par les Etats Membre, par la Commission Européenne, par l’Agence Européenne de l’Environnement pour améliorer la connaissance des enjeux liés à la qualité de l’air. Au niveau Français on peut noter que les prévisions CAMS sont utilisées comme donnée d’entrée du système de prévision nationale de qualité de l’air PREV’AIR.

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