Satellite Odin

Osiris sur Odin - 15 ans

Lancement : 20 février 2001
État : actif

Le satellite Odin a été lancé en février 2001 depuis Svobodny, en Sibérie orientale. Le satellite, dont la mission devait durer deux ans à l'origine, continue à orbiter à une altitude de 600 km au-dessus de la Terre. Il collecte des données d'une très grande valeur servant à l'étude du climat et des changements atmosphériques à long terme.

L'instrument canadien : OSIRIS

OSIRIS (Source : Université de la Saskatchewan)

L'instrument de spectrographie optique et d'imagerie dans l'infrarouge (OSIRIS) canadien est la charge utile optique à bord du satellite suédois Odin. Il travaille en symbiose avec le radiomètre de pointe de la Suède et mesure la composition de l'atmosphère.

Depuis 2001, OSIRIS a obtenu des renseignements précieux sur la haute atmosphère. L'instrument se concentre surtout sur les couches de l'atmosphère se situant à une altitude de 7 km à 90 km – entre les plus hautes montagnes et le début de l'espace – pour mesurer les concentrations d'ozone, d'aérosols et de dioxyde d'azote.

Les données fournies par OSIRIS aident les scientifiques à mieux comprendre l'impact des activités humaines et des phénomènes naturels sur l'environnement et le climat.

Surveillance des signes de changement climatique à partir de l'espace

Les changements climatiques sont l'une des plus grandes menaces de notre époque. Les instruments en orbite, comme OSIRIS, sont des outils précieux pour étudier divers aspects de la Terre et de l'atmosphère, et soutiennent la prise de décisions de haut niveau fondées sur de solides bases scientifiques.

L'instrument canadien OSIRIS mesure et cartographie l'ozone, et détecte les aérosols et le dioxyde d'azote dans l'atmosphère depuis 2001, soit depuis plus longtemps que tout autre instrument spatial opérationnel. La durée dans le temps et la qualité constante des mesures d'OSIRIS sont reconnues internationalement, et les données sont utilisées partout dans le monde pour valider et améliorer les modèles climatiques. Les ensembles de données produits ont une valeur historique. Ils jouent un rôle important dans certains programmes d'envergure internationale, comme la Climate Change Initiative (en anglais) de l'Agence spatiale européenne, et sont utilisés dans les rapports du Groupe d'experts internationaux sur l'évolution du climat et de l'Organisation météorologique mondiale (en anglais), pour n'en nommer que quelques-uns.

Comprendre l'ozone

Surveiller la couche d'ozone depuis l'espace

Des molécules d'ozone dans l'atmosphère protègent la surface de la Terre d'une grande partie des rayons ultraviolets nocifs du Soleil. Il est primordial de préserver la couche d'ozone pour protéger la vie sur la Terre.

OSIRIS fournit des mesures quotidiennes, mensuelles et annuelles de la couche d'ozone depuis 2001. Les données montrent que la couche d'ozone s'est graduellement stabilisée depuis la signature du Protocole de Montréal de 1987 relatif à des substances qui appauvrissent la couche d'ozone, considéré par la communauté internationale comme l'un des accords internationaux les plus fructueux à ce jour. Le Protocole a permis de réaliser des progrès constants : le rythme d'amincissement de la couche d'ozone a ralenti entre 1995 et 2000, et il semble que celle-ci soit en voie de se rétablir.

Tous les printemps, le « trou dans la couche d'ozone » continue de se former au-dessus du pôle Sud, mais il ne s'élargit plus.

Les substances qui appauvrissent la couche d'ozone, comme les gaz renfermant du chlore, réagissent et détruisent les molécules d'ozone dans des conditions d'ensoleillement précises. C'est au printemps, au-dessus du pôle Sud, qu'elles sont les plus propices à la destruction de l'ozone et à la formation de ce qu'on appelle communément le « trou dans la couche d'ozone ».

Illustration de la variation saisonnière type de la concentration d'ozone au-dessus du pôle Sud

Variation saisonnière type de la concentration d'ozone au-dessus du pôle Sud. L'image de gauche montre des concentrations d'ozone plus élevées en février 2015 et celle de droite, des concentrations d'ozone très faibles, le « trou dans la couche d'ozone », en octobre 2015. (Sources : ASC, Université de la Saskatchewan.)

Appauvrissement surprenant de la couche d'ozone au-dessus de l'Arctique canadien

OSIRIS a mesuré une réduction importante et imprévue de l'ozone au-dessus du pôle Nord pour la première fois en 2011. L'explication? Les températures de la stratosphère au printemps ont permis aux gaz renfermant du chlore de réagir plus fortement et de détruire plus de molécules d'ozone que d'habitude. Heureusement, des concentrations d'ozone aussi faibles n'ont pas été observées depuis.

Illustration du premier trou dans la couche d'ozone au-dessus du Canada

Le premier « trou » dans la couche d'ozone au-dessus du Canada. À gauche, des concentrations très faibles d'ozone ont été mesurées au-dessus du pôle Nord en mars 2011. L'image de droite, de mars 2015, montre les niveaux de concentration d'ozone types mesurés au-dessus du Canada chaque printemps. (Sources : ASC, Université de la Saskatchewan.)

Les aérosols et le refroidissement planétaire

Volcan Nabro

Éruption du volcan Nabro. Le volcan Nabro, situé le long de la frontière entre l'Érythrée et l'Éthiopie, a craché un épais panache de gaz volcaniques le 15 juin 2011. (Source : NASA/Aqua – MODIS.)

Les aérosols jouent également un rôle important dans le climat de la Terre puisqu'ils reflètent ou absorbent la lumière du soleil.

Saviez-vous qu'une éruption volcanique peut mener à une baisse temporaire des températures mondiales?

Lorsqu'un volcan entre en éruption, la concentration d'aérosols dans la stratosphère augmente. Ces aérosols peuvent rester dans la stratosphère pendant des mois, voire des années, et entraîner une baisse des températures mondiales pendant cette période en raison de la façon dont ces minuscules particules reflètent la lumière du soleil.

Le volcan Nabro est un exemple concret. Lorsque ce volcan est entré en éruption en juin 2011, OSIRIS a mesuré une augmentation importante d'aérosols, d'abord au-dessus de l'Asie, mais ensuite dans l'ensemble de l'hémisphère Nord, dont au-dessus du Canada. OSIRIS a mesuré l'effet de neuf éruptions volcaniques semblables depuis le début de sa mission.

Illustration de la concentration d'aérosols au-dessus du Canada

Concentration d'aérosols au-dessus du Canada après l'éruption du volcan Nabro de juillet 2011. Cette série d'images montre les changements de concentration en aérosols au-dessus du Canada selon les mesures prises par OSIRIS en 2011 et 2012. De gauche à droite : faible concentration d'aérosols juste avant l'éruption du Nabro; environ un mois plus tard, concentrations plus élevées, principalement au-dessus de l'Asie; deux mois après l'éruption, concentrations plus élevées dans tout l'hémisphère Nord à cause des vents stratosphériques; enfin, après dix mois, retour aux niveaux antérieurs à l'éruption, avec une certaine quantité résiduelle d'aérosols. (Sources : ASC, Université de la Saskatchewan.)

Partenariat fructueux

En plus de fournir des données de grande qualité pour la climatologie, OSIRIS est un excellent exemple de collaboration à l'échelle tant nationale qu'internationale.

Le satellite Odin est le troisième projet de collaboration entre le Canada et la Suède. L'exploitation du satellite relève de l'Agence spatiale suédoise (anglais seulement) et les activités d'OSIRIS sont financées par l'Agence spatiale canadienne. La mission reçoit également le soutien de l'Agence spatiale européenne (anglais seulement) au titre de son programme visant les missions de tierces parties.

OSIRIS a été conçu et construit par Routes AstroEngineering, une entreprise en génie spatial dont le siège social se trouve à Kanata, en Ontario. L'équipe scientifique canadienne est sous la direction de l'Université de la Saskatchewan (anglais seulement). Les données recueillies par OSIRIS sur les concentrations de dioxyde d'azote sont également analysées par la Division de la recherche sur la qualité de l'air d'Environnement et Changement climatique Canada en vue d'améliorer les prévisions de la qualité de l'air à la surface.

Depuis son départ à la retraite, le chercheur principal initial, le professeur E. Llewellyn de l'Institute of Space and Atmospheric Studies (anglais seulement) a été remplacé par le professeur Doug Degenstein en 2007. Le professeur Degenstein est soutenu par deux cochercheurs spécialisés en instruments, le professeur Adam Bourassa, de l'Université de la Saskatchewan, et M. Chris McLinden, d'Environnement et Changement climatique Canada.