Si vous deviez deviner quelle partie des États-Unis est la plus polluée, où les vents et la topographie se mêlent aux émanations de véhicules gonflés à l'essence pour créer un cloaque aérienne, comme à Los Angeles, à Atlanta et dernièrement, à Salt Lake City., ça viendrait probablement à l’esprit. La réalité peut surprendre un peu. Selon la Environmental Protection Agency, la vallée bucolique de San Joaquin, en Californie, est «le foyer de la pire qualité d'air au pays».
Ce n'est pas un hasard si la vallée de San Joaquin est également la région agricole la plus productive du monde et la première région productrice de produits laitiers du pays. Selon une étude réalisée en 2010, des camions lourds au diesel traversent continuellement la vallée, émettant 14 tonnes d'ozone, un gaz à effet de serre, et les aliments pour animaux génèrent environ 25 tonnes d'ozone par jour à la fermentation. En outre, les températures estivales chaudes favorisent la formation d'ozone au niveau du sol, selon le district de contrôle de la pollution atmosphérique de la vallée de San Joaquin. La pollution provient également de la région de la baie et les montagnes de la Sierra Nevada, à l'est, aident à piéger tous ces polluants près du fond de la vallée. La matière particulaire qui crée l'épais smog gris-brun qui plane sur la vallée est une préoccupation majeure - elle a été liée à des maladies cardiaques, à l'asthme chez les enfants et à d'autres problèmes respiratoires.
Ainsi, lorsque la NASA a mis au point une nouvelle étude quinquennale sur la qualité de l’air visant à affiner les efforts visant à mesurer avec précision la pollution et les gaz à effet de serre provenant de l’espace, elle a visé la vallée de San Joaquin. "Lorsque vous essayez de comprendre un problème, vous vous dirigez là où le problème est le plus évident", a déclaré le chercheur principal de l'étude, Jim Crawford, lors d'un entretien. Pour Crawford, l'air pollué au-dessus de la vallée peut être important pour évaluer la contribution des activités humaines au changement climatique. «Le changement climatique et la qualité de l'air sont vraiment liés à la même chose en ce sens que la qualité de l'air est l'effet à court terme de l'impact humain et que le changement climatique est l'effet à long terme», a déclaré Crawford.
En janvier et février, la NASA a envoyé deux avions de recherche dans les cieux au-dessus de la vallée de San Joaquin pour collecter des données sur la pollution de l'air. Un avion a survolé la vallée de jour en haute altitude, muni de capteurs à distance, tandis que le second a sillonné la vallée en descendant périodiquement vers le sol pour comparer la pollution à des altitudes plus élevées et plus basses. Les ballons météorologiques ont également été utilisés pour les mesures au niveau du sol.
Les données recueillies par la NASA au cours de l'expérience étaient similaires à ce que les satellites peuvent voir depuis l'espace: la présence d'ozone, de particules fines, de dioxyde d'azote et de formaldéhyde (précurseurs de la pollution et de l'ozone) et de monoxyde de carbone (dont la durée de vie moyenne est d'un mois et peut être utilisé pour surveiller le transport de la pollution). Mais les capacités de détection de la qualité de l'air des satellites sont limitées. "Le vrai problème avec les satellites, c'est qu'ils ne sont pas assez quantitatifs à l'heure actuelle", a déclaré Crawford à Surprising Science. "Ils peuvent montrer grossièrement d'où viennent les choses, mais ils ne peuvent pas vous dire combien il y en a."
Les satellites ne peuvent pas non plus distinguer entre la pollution au sol et ce qui existe plus haut dans l'atmosphère. De plus, ils ne circulent qu’une fois par jour et, si ce n’est pas tôt le matin, lorsque les navetteurs utilisent beaucoup de combustibles fossiles, ou en fin de journée, lorsque les émissions se sont accrues et que la qualité de l’air est à son pire, les scientifiques ne le font pas. avoir une idée précise de la pollution qui peut en résulter. Les stations de surveillance au sol sont également limitées. Ils fournissent aux scientifiques une image étroite n'incluant pas l'air plus au-dessus de la station de surveillance ni une compréhension de la façon dont l'air se mélange et se déplace. Les recherches de l’étude de la NASA, en particulier celles recueillies par l’avion en spirale, comblent ces lacunes.
Les données des vols seront également utilisées conjointement avec les futurs satellites. "Ce que nous essayons de faire, c'est un satellite géostationnaire qui regardera l'Amérique toute la journée", a déclaré Crawford à Surprising Science. Les satellites géostationnaires, qui pourront mesurer les niveaux globaux de pollution, peuvent survoler une position. Toutefois, les chercheurs ont besoin des données auxiliaires des aéronefs, décrivant comment la pollution se déplace au-dessus de la surface de la Terre, comme celle extraite de la vallée de San Joaquin. aider à valider et interpréter ce que les satellites voient. "Le satellite ne fonctionnera jamais de manière isolée et la station au sol ne fera pas assez", a déclaré Crawford.
Mais d’abord, les recherches seront intégrées à des modèles informatiques de qualité de l’air, qui permettront de localiser les sources d’émission. Selon M. Crawford, il est prioritaire pour l’EPA de savoir comment les sources contribuent à la qualité de l’air et de contribuer à la qualité de l’air, de déterminer la pollution et de déterminer les niveaux auxquels elle est soumise. Cette réglementation définit les réglementations en matière de qualité de l’air et les organismes publics qui les appliquent. Les données guideront leurs stratégies de réduction des émissions et d'assainissement de l'air avec un impact minimal sur l'économie et d'autres problèmes de qualité de vie. «Les prévisions concernant la qualité de l'air sont excellentes», déclare Crawford. «Mais à un moment donné, les gens vont demander: pourquoi ne faisons-nous rien? La réponse est que nous le sommes. »Les chercheurs ont effectué des vols similaires sur la région de Washington, DC, et planifient des survols de Houston et éventuellement de Denver dans les années à venir.
Une chose est sûre: des données pour informer l'action sont cruellement nécessaires. En 2011, le parc national de Sequoia et de Kings Canyon, à l'extrémité est de la vallée, a enfreint la norme nationale de qualité de l'air ambiant de l'EPA un total de 87 jours par an et Fresno a dépassé la période normale de 52 jours. Localiser exactement d'où vient la pollution et qui est responsable - un objectif de l'étude - contribuera grandement à purifier l'air, pour ainsi dire.
