Une nouvelle étude dans Science Improvements menée par Tianle Yuan de l’UMBC a utilisé des données satellitaires de 2003 à 2020 pour déterminer l’effet de la réglementation sur les carburants sur la air pollution des cargos. Les données de l’équipe de recherche ont révélé des changements significatifs dans la air pollution au soufre après l’entrée en vigueur des réglementations en 2015 et 2020. Leur vaste ensemble de données peut également contribuer à répondre à une problem furthermore vaste : remark les polluants et autres particules interagissent-ils avec les nuages pour affecter les températures mondiales en général ?
De minuscules particules dans l’atmosphère, appelées aérosols et polluantes, peuvent nuire à la santé humaine, mais elles ont aussi souvent un effet refroidissant sur la planète en raison de la façon dont elles interagissent avec les nuages. Cependant, les estimations de l’ampleur de cet effet varient d’un facteur 10 – pas très précis pour quelque selected d’aussi significant.
“La quantité de refroidissement causée par les aérosols est une grande inconnue à l’heure actuelle, et c’est là que les traces de navires entrent en jeu”, explique Yuan, chercheur associé au Goddard Earth Sciences Technological innovation and Exploration (GESTAR) II Centre.
Mer de données
Lorsque les particules polluantes des navires pénètrent dans les nuages bas dans l’atmosphère, elles diminuent la taille des gouttelettes individuelles des nuages sans modifier le volume full du nuage. Cela crée in addition de area de gouttelettes, ce qui reflète in addition d’énergie entrant dans l’atmosphère terrestre vers l’espace et refroidit la planète.
Les instruments des satellites peuvent détecter ces différences de taille de gouttelettes. Et l’air au-dessus de l’océan est généralement très propre, ce qui rend les traces de navires relativement étroites qui serpentent à travers l’océan faciles à repérer. “La majeure partie du nuage d’origine n’est pas polluée, puis une partie est polluée par le navire, ce qui crée un contraste”, explique Yuan.
Bien que les trajectoires des navires puissent être relativement évidentes dans les données satellitaires, vous devez savoir où chercher et disposer du temps et des ressources nécessaires pour effectuer des recherches. Avant les progrès de la puissance de calcul et de l’apprentissage automatique, dit Yuan, Ph.D. les étudiants pourraient concentrer toute leur thèse sur l’identification d’un groupe de trajectoires de navires dans les données satellitaires.
“Ce que nous avons fait, c’est automatiser ce processus”, explique Yuan. Son groupe “a développé un algorithme pour trouver automatiquement ces traces de navires à partir de la mer de données”.
Cette énorme avancée leur a permis de générer pour la première fois une carte globale et complète des routes des navires sur une longue période (18 ans). Ensuite, ils les partageront avec le monde entier, ouvrant la porte à quiconque pour creuser dans les données et faire de nouvelles découvertes.
Acte de disparition
Même avant la mise en place de réglementations limitant la pollution, Yuan et ses collègues ont découvert que les traces de navires ne se produisaient pas partout où les navires voyageaient. Seules les zones présentant certains forms de faible couverture nuageuse avaient des trajectoires de navires, ce qui est utile pour ajuster le rôle des nuages dans les modèles climatiques. Ils ont également constaté qu’après que l’Europe, les États-Unis et le Canada ont instauré des zones de contrôle des émissions (ECA) le long de leurs côtes en 2015, les traces de navires ont presque disparu dans ces régions, démontrant l’efficacité de ces réglementations pour réduire la air pollution dans les villes portuaires.
Cependant, les compagnies maritimes n’ont pas nécessairement réduit leur creation de pollution à tous les niveaux. Au lieu de cela, ils ont apporté des modifications pour s’adapter aux nouvelles règles. Les ports du nord du Mexique (ne faisant pas partie du système ECA) ont connu une activité accrue et des «points chauds» de pollution se sont accumulés le extensive des limites des ECA alors que les navires modifiaient leurs routes pour passer le moins de kilomètres attainable à l’intérieur des zones restrictives.
En 2020, cependant, un accord intercontinental a établi une norme beaucoup as well as restrictive pour le transport de carburant dans l’ensemble des océans mondiaux, plutôt que seulement près des côtes. Après cela, les seules traces de navires que l’algorithme de l’équipe pouvait détecter étaient celles des nuages les as well as propres. Dans les nuages avec une pollution de fond même légère, les trajectoires présumées du navire se fondaient parfaitement.
L’énigme climatique
Il semble évident que la réduction de la air pollution par les navires produirait un bénéfice internet. Cependant, étant donné que les particules (telles que la air pollution maritime) ont un effet de refroidissement lorsqu’elles interagissent avec les nuages, leur réduction significative pourrait contribuer à une augmentation problématique des températures mondiales, explique Yuan.
C’est une autre raison pour laquelle il est crucial de déterminer dans quelle mesure la pollution particulaire refroidit la planète. Si l’effet de refroidissement de ces polluants et d’autres particules est essential, les humains devront trouver un équilibre entre la nécessité d’empêcher un réchauffement vital et la nécessité de réduire la pollution là où vivent les personnes et les autres espèces, ce qui crée des choix difficiles.
“La air pollution des navires à elle seule peut créer un effet de refroidissement substantiel”, dit Yuan, “parce que l’atmosphère au-dessus de l’océan est si propre.” Il y a une limite physique à la façon dont les petites gouttelettes de nuages peuvent arriver, donc à un specified issue, ajouter furthermore de air pollution n’augmente pas l’effet de refroidissement des nuages. Mais au-dessus de l’océan, parce que l’arrière-strategy est en grande partie non pollué, même une petite quantité de pollution par les navires a un effet.
La air pollution des océans est également un facteur démesuré de l’effet de refroidissement des aérosols, motor vehicle les nuages bas, qui sont les plus propices à la création de trajectoires de navires, sont in addition courants au-dessus de l’eau que sur terre. Et, comme nous le rappelle Yuan, “l’océan couvre les deux tiers de la floor de la Terre”.
La furthermore grande image
Pour aller de l’avant, Yuan et ses collègues aident à résoudre cette énigme en poursuivant leurs travaux pour définir furthermore précisément le rôle que jouent les nuages dans le climat. “Nous pouvons tirer parti des thousands and thousands d’échantillons de traces de navires dont nous disposons maintenant pour commencer à comprendre le problème worldwide d’interaction aérosol-nuage”, explique Yuan, “vehicle les traces de navires peuvent être utilisées comme mini-laboratoires”.
En analysant les données d’un système relativement uncomplicated et bien contrôlé – des pistes de navires étroites traversant des nuages très propres – ils peuvent arriver à des conclusions sur lesquelles ils peuvent être sûrs.”
D’autres équipes de recherche peuvent également utiliser l’ensemble de données et l’algorithme de l’équipe pour tirer leurs propres conclusions, amplifiant ainsi l’impact public potentiel de ce travail. Cet esprit de collaboration aidera les scientifiques et les communautés à déterminer la meilleure façon d’aborder les défis mondiaux tels que la air pollution et les changements de température.