SCISAT - de l'aube au crépuscule

12 août 2013 : SCISAT fête son dixième anniversaire dans l'espace. Nous sommes très fiers des capacités uniques de mesure de ce petit satellite canadien et de l'immense rôle qu'il joue dans le cadre des activités de surveillance de l'ozone stratosphérique et des processus chimiques connexes.

L'ozone stratosphérique varie en fonction d'un fragile équilibre entre de nombreux éléments chimiques. Les instruments d'occultation solaire qui équipent SCISAT mesurent un vaste éventail de gaz, ce qui permet de surveiller les processus de reconstitution de la couche d'ozone et d'aborder les enjeux soulevés dans la Convention de Vienne pour la protection de la couche d'ozone et le Protocole de Montréal relatif à des substances qui appauvrissent la couche d'ozone.

Le dixième anniversaire de la première transmission de données scientifiques entre SCISAT et la Terre sera souligné par un atelier scientifique organisé à l'Université York en octobre 2013!

Lancement : 12 août 2003
État : actif

Lancé le 12 août 2003, le satellite SCISAT aide une équipe de chercheurs canadiens et internationaux à mieux comprendre le problème de la réduction de la couche d'ozone en s'attardant particulièrement aux changements qui se produisent au-dessus du Canada et dans l'Arctique.

SCISAT/ACE : un atout pour l'élaboration de politiques environne-mentales internationales

Les recherches de SCISAT sont axées sur la stratosphère, où se trouve la couche d'ozone. SCISAT fournit les mesures les plus précises à ce jour sur les éléments chimiques ayant une incidence sur l'ozone, qui nous protège contre les dangereux rayons ultraviolets émis par le Soleil en en bloquant une grande partie avant qu'ils n'atteignent le sol.

Les instruments de SCISAT peuvent mesurer plus de 30 molécules différentes, « ce qui est plus que tout autre satellite présentement en orbite », de dire Peter Bernath, professeur de chimie à l'University of Waterloo (anglais seulement) et chef de l'équipe scientifique chargée de la mission SCISAT. L'ozone, qui est constitué de trois atomes d'oxygène, est continuellement formé puis détruit par des processus chimiques naturels se produisant dans l'atmosphère. La quantité d'ozone présente varie selon l'équilibre qui règne entre les processus de création et de destruction de l'ozone.

Les activités industrielles sur Terre engendrent des produits chimiques, notamment des chlorofluorocarbones (CFC), qui modifient cet équilibre en détruisant l'ozone stratosphérique.

Non seulement les CFC contribuent-ils à appauvrir la couche d'ozone protectrice, ils créent, chaque année, de grands trous dans cette dernière au-dessus de l'Antarctique en plus de l'amincir considérablement au-dessus de l'Arctique. Au cours des deux dernières décennies, les concentrations moyennes d'ozone au-dessus du Canada ont diminué d'environ 6 %, alors qu'on a observé une importante réduction variant entre 20 et 40 % au-dessus de l'Arctique.

Le satellite SCISAT, qui transporte ACE à son bord, a été placé sur une orbite de 650 km d'altitude à forte inclinaison, ce qui lui permet de survoler les régions polaires de la Terre, de même que les zones tropicales et les latitudes moyennes. ACE sert à mesurer les molécules chimiques qui ont une incidence sur la distribution de l'ozone stratosphérique, particulièrement dans l'Arctique. Les données ainsi produites contribuent grandement à l'élaboration de politiques environnementales internationales visant à protéger la couche d'ozone, comme le Protocole de Montréal qui interdit l'utilisation de certains CFC.

Les observations faites par SCISAT aident également les scientifiques à mieux comprendre les effets de la chimie atmosphérique, des nuages et des petites particules (aérosols) sur le climat terrestre. ACE sert à mesurer le degré d'absorption de la lumière, par l'atmosphère, au lever et au coucher du Soleil. Les différents composants atmosphériques absorbent différentes longueurs d'onde de la lumière. Il s'agit en quelque sorte d'une signature qui nous permet d'identifier ces composants. C'est cette technique qui permet aux instruments d'ACE d'effectuer des mesures d'une très grande précision. Mais pour atteindre ce niveau de précision, il a fallu faire un compromis. Le satellite SCISAT ne peut prendre des mesures qu'en quelques endroits.

D'autres satellites ont une couverture plus planétaire, mais les données qu'ils produisent ne sont pas aussi précises. « C'est pourquoi il est très profitable de combiner les deux », de dire Bernath. En fait, le satellite SCISAT fonctionne si bien qu'il va au-delà de son mandat original en fournissant des données d'excellente qualité sur l'appauvrissement de la couche d'ozone ainsi que sur le changement climatique, la qualité de l'air et la pollution. « Nous réalisons aujourd'hui bien des choses que nous n'aurions jamais imaginées pouvoir faire au départ », de dire Bernath. Depuis sa mise en service, ACE a été utilisée pour établir la distribution de plusieurs molécules associées à la pollution atmosphérique et aux activités de brûlage de la biomasse, et a fourni des données complémentaires aux observations de MOPITT. « Ensemble, ces deux instruments permettent de brosser un portait général de l'atmosphère, et la situation est loin d'être brillante. Une grande partie de la pollution découlant des activités industrielles voyage aux quatre coins de la planète », de souligner Bernath.

Les observations des instruments d'ACE sont également utiles pour la réalisation d'études climatiques. Par exemple, ils ont démontré que l'accroissement déjà observé de la quantité de vapeur d'eau injectée dans la stratosphère avait cessé. La vapeur d'eau est le gaz à effet de serre d'origine naturelle le plus important, et il joue un rôle-clé dans le climat terrestre. « Personne ne savait pourquoi la quantité de vapeur d'eau augmentait, et nous ne savons toujours pas pourquoi l'accroissement a cessé. Le mystère n'est donc pas entièrement levé », de dire Bernath. D'une durée de vie utile prévue de deux ans, dix ans plus tard le satellite est toujours opérationnel et Bernath espère que SCISAT continuera de fonctionner plus longtemps encore. « Cette mission est un véritable succès. »

Membres de l'équipe scientifique et rôles

La mission SCISAT est une collaboration entre les universités canadiennes, le gouvernement et l'industrie. Une équipe de scientifiques provenant des quatre coins du monde, dirigée par le professeur Peter Bernath de l'Université de Waterloo, participe à l'Expérience sur la chimie atmosphérique (ACE) qui vise à mesurer et à comprendre les processus chimiques qui régissent la distribution de l'ozone dans l'atmosphère terrestre, particulièrement aux latitudes septentrionales.