Le système d’imagerie radiométrique infrarouge visible (VIIRS) du satellite Suomi-NPP a acquis cette image des traces de navires le 7 décembre 2021. Ce jour-là, les traces ont révélé plusieurs voies de navigation se croisant dans les eaux au large de la côte Pacifique de l’Amérique du Nord.Crédit: Observatoire de la Terre de la NASANone

Une norme mondiale limitant le soufre dans le carburant des navires a réduit les nuages ​​artificiels de « trajectoire de navire » à des niveaux record en 2020. Les perturbations liées à la pandémie ont joué un rôle secondaire.

Les traces de navires, ces nuages ​​marins pollués qui sillonnent les océans, sont une signature du commerce moderne. Telles des empreintes digitales fantomatiques, elles tracent les voies de navigation autour du globe, du Pacifique Nord à la mer Méditerranée. Mais en 2020, les observations par satellite ont montré moins de traces de pollution.

En s’appuyant sur près de deux décennies d’imagerie satellite, les chercheurs ont découvert que le nombre de traces de navires a chuté de manière significative après l’entrée en vigueur d’une nouvelle réglementation sur les carburants. Une norme mondiale mise en œuvre en 2020 par l’Organisation maritime internationale (OMI) – exigeant une réduction de 86 % de la teneur en soufre du carburant – a probablement réduit la formation de traces de navires. Les perturbations commerciales liées à la COVID-19 ont également joué un rôle mineur dans cette réduction.

Des scientifiques ont utilisé des techniques informatiques avancées pour créer la première climatologie mondiale (un historique de mesures) des trajectoires de navires. Ils ont utilisé l’intelligence artificielle pour identifier automatiquement les trajectoires de navires sur 17 années d’images diurnes (2003-2020) capturées par le satellite de la NASASpectroradiomètre imageur à résolution moyenne (MODIS) à bord du Aqua satellite.

«« Sans ce type d’échantillonnage complet et à grande échelle des trajectoires des navires, nous ne pouvons pas commencer à comprendre complètement ce problème », a déclaré l’auteur principal Tianle Yuan, scientifique atmosphérique au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, et à l’Université du Maryland, dans le comté de Baltimore.

Selon une nouvelle étude de la NASA, les trajectoires des navires ont considérablement diminué en 2020, en raison des nouvelles réglementations sur les carburants et de la pandémie de COVID-19. Crédits : NASA Earth Observatory[/légende]

Les traces de navires ont été observées pour la première fois sous forme de « lignes nuageuses anormales » sur les premières images satellites météorologiques acquises dans les années 1960. Elles sont formées par la condensation de vapeur d’eau autour de petites particules de pollution (aérosols) présentes dans les gaz d’échappement des navires. Les gouttelettes très concentrées diffusent davantage de lumière et apparaissent donc plus brillantes que les nuages ​​marins non pollués, qui sont ensemencés par des particules plus grosses comme le sel marin.

En limitant la teneur en soufre du carburant à 0,5 % (au lieu de 3,5 %), la réglementation mondiale de l’OMI en 2020 a modifié la composition chimique et physique des gaz d’échappement des navires. La réduction des émissions de soufre signifie qu’il y a moins de particules d’aérosol libérées pour former des traces de navires détectables.

Selon Yuan et ses collègues, des réglementations similaires mais définies au niveau régional sur le soufre – comme la zone de contrôle des émissions de l’OMI en vigueur depuis 2015 au large de la côte ouest des États-Unis et du Canada – n’ont pas eu l’effet escompté, car les opérateurs ont modifié leurs itinéraires et tracé des parcours plus longs pour éviter les zones désignées.

En analysant les données de 2020, les chercheurs ont constaté que la densité des traces de navires avait diminué cette année-là sur toutes les principales voies de navigation (voir la carte ci-dessus). Les données de suivi des navires ont indiqué que la pandémie de COVID-19 a joué un rôle en diminuant le trafic maritime mondial de 1,4 % pendant quelques mois. Mais ce changement à lui seul ne pouvait pas expliquer la forte diminution des traces de navires observées, qui sont restées à des niveaux historiquement bas pendant plusieurs mois de 2021 (les données les plus récentes analysées). Les chercheurs ont conclu que la nouvelle réglementation mondiale sur les carburants a joué le rôle dominant dans la réduction des traces de navires en 2020.

Au cours de leur analyse à long terme, Yuan et ses collègues ont également constaté que les fluctuations de l’activité économique laissent des traces distinctes dans les enregistrements satellites. En particulier, les trajectoires des navires transpacifiques entre l’Asie et les Amériques reflètent les creux et les pics des échanges commerciaux. Comme le souligne l’étude, une tendance générale à la hausse de l’activité maritime entre 2003 et 2013 – reflétée par les nuages ​​de trajectoires des navires – a chuté pendant environ un an à la suite de la crise financière mondiale de 2008. Une baisse encore plus marquée entre 2014 et 2016 reflète probablement un ralentissement des importations et des exportations chinoises de matières premières et de produits de base.

Au-delà de leur importance pour le commerce mondial, les traces de navires peuvent servir d’études de cas sur un élément du changement climatique. « Les traces de navires sont d’excellents laboratoires naturels pour étudier l’interaction entre les aérosols et les nuages ​​bas, et la façon dont cela affecte la quantité de rayonnement que la Terre reçoit et renvoie vers l’espace », a déclaré Yuan. « C’est une incertitude clé à laquelle nous sommes confrontés en termes de facteurs qui déterminent le climat à l’heure actuelle. »

Par Sally YoungerL’équipe d’actualités sur les sciences de la Terre de la NASA