Article rédigé par Steve Liang, SensorUp
"Si vous ne pouvez pas le mesurer, vous ne pouvez pas le gérer."
Cette citation, initialement attribuée au consultant en management Peter Drucker et reprise par Al Gore pour décrire les défis posés par le changement climatique, résume parfaitement le thème de la session spéciale sur le changement climatique lors de la réunion des membres de l'OGC ( Open Geospatial Consortium ) de 2022.
Le Dr Steve Liang, directeur technique de SensorUp , faisait partie du panel d'experts en données de la NOAA , du GIEC des Nations Unies , de RNCan et du CEPMMT . Chacun d'eux a abordé l'état actuel, les défis et les perspectives liés à la mesure des données sur les changements climatiques. Voici sept points clés à retenir de cette session.
1. Nous avons encore beaucoup de lacunes dans nos connaissances en matière de données climatiques mondiales
Angelica Gutierrez, scientifique principale à la NOAA (Agence américaine d'observation océanique et atmosphérique), a évoqué les difficultés rencontrées pour obtenir des données précises et actualisées. « Les pays développés ont accès à des logiciels sophistiqués, à des équipements et des compétences spécialisés, à une puissance de calcul importante et à d'autres ressources essentielles pour lutter contre le changement climatique », a-t-elle déclaré. « Les pays en développement sont, quant à eux, désavantagés. »
C'est un problème connu, et les membres de l'OGC s'efforcent déjà de le résoudre. C'est un autre thème qui est revenu à plusieurs reprises au cours de la session : nous prenons davantage conscience de nos angles morts et travaillons à des solutions pour les atténuer. « Le projet pilote de l'OGC de 2021 sur la gestion des catastrophes (qui a suscité le plus grand nombre de réponses jamais enregistré pour un projet pilote de l'OGC) s'attaque à bon nombre des défis, lacunes et obstacles que j'avais précédemment identifiés », a déclaré Gutierrez.
2. La priorité actuelle est de fournir des données fiables aux décideurs
En 2022, l'OGC lance un nouveau projet pilote, l'Initiative de services sur le changement climatique, qui se déroulera de 2022 à 2026. Ce projet pilote mettra en relation plusieurs agences internationales et se concentrera sur le partage d'informations prioritaires. « Nous déployons le premier axe prioritaire cette année », a déclaré Nils Hempelmann , chef de projet à l'OGC et modérateur de la session sur le climat.
« Nous allons commencer par mettre en place les infrastructures appropriées pour fournir des informations à la demande aux décideurs », a déclaré Hempelmann à propos du nouveau projet pilote. « Ensuite, en fonction de ce qui se passe et des points critiques urgents, nous définirons les prochains domaines d'intervention. »
3. Nous voulons être en mesure de mesurer et de comprendre plus précisément des événements climatiques spécifiques
Ces dernières années, plusieurs phénomènes météorologiques extrêmes ont semé la désolation dans différentes régions du monde. Deux groupes de conférenciers ont abordé cette question, en s'appuyant sur des exemples de phénomènes tels que les rivières atmosphériques et les « médicanes » (ouragans originaires de la Méditerranée) pour lesquels il est nécessaire d'améliorer les mesures. « Récemment, en Colombie-Britannique, au cours du mois de novembre, la province a subi trois épisodes de tempête, chacun d'une ampleur supérieure à la moyenne mensuelle des précipitations », a déclaré Cameron Wilson de Ressources naturelles Canada.
Simon Riopel, co-présentateur de Wilson, explique ensuite le défi que représente la mesure et la prédiction d'un événement tel qu'une rivière atmosphérique. Le défi consiste à obtenir une mesure précise des vecteurs de force, qui ont à la fois une amplitude et une direction.
L'une des initiatives actuelles qui peuvent s'avérer utiles pour apprendre à résoudre ce problème est l' Infrastructure de données spatiales arctiques (IDS) qui crée un « Arctique numérique » grâce à une combinaison de données de capteurs et d'imagerie satellitaire.
4. La prise de décision (politique) est basée sur la confiance
Afin de fournir aux décideurs politiques ce dont ils ont besoin pour prendre des décisions éclairées, ils doivent avoir confiance dans la validité des informations.
« La prise de décision repose sur la confiance », affirme Martina Stockhause, directrice du Centre de distribution des données du GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat). « Les décideurs politiques ne sont pas des experts ; ils se fient donc aux données et aux fournisseurs de services. Selon moi, la confiance repose sur deux piliers. Premièrement, la qualité des données consultées. Cela signifie que cette qualité est documentée, de même que le processus d'évaluation par les pairs. Deuxièmement, la traçabilité des résultats jusqu'à leurs sources (avec citation et mention des sources). »
L’un des moyens d’y parvenir est d’utiliser le cadre FAIR (Findability, Accessibility, Interoperability and Reusability) Digital Objects.
5. Nous continuons à trouver de nouvelles façons d’utiliser l’apprentissage automatique pour améliorer les prévisions météorologiques
En 2021, l' OMM (Organisation météorologique mondiale) a lancé un concours pour améliorer, grâce à l'apprentissage automatique et à l'IA (intelligence artificielle), la façon de mieux prévoir les prévisions de température et de précipitations jusqu'à six semaines à l'avance.
L'équipe qui mène actuellement la compétition est celle du CRIM (Institut de recherche informatique de Montréal). David Landry, du CRIM, a expliqué le processus mis en œuvre par l'équipe : téléchargement, prétraitement, sélection et restructuration des données, avant l'exécution des modèles d'IA et la présentation des prédictions aux juges.
En encourageant ces équipes de recherche à continuer d’expérimenter de nouveaux modèles, comme le fait l’OMS, nous pourrons continuer à approfondir nos connaissances sur la manière de mesurer et de prévoir avec précision les événements liés au changement climatique.
6. L’estimation des émissions de gaz à effet de serre est très complexe
Les gaz à effet de serre comme le méthane et le CO2 restent difficiles à mesurer. Ils ne peuvent être vus ni par l'œil humain ni par les caméras classiques, et la collecte de données à leur sujet reste un défi. Pour parvenir à une surveillance plus détaillée et plus rapide des émissions en soutien aux mesures d'atténuation du changement climatique, les pays du monde doivent avoir accès à des informations plus nombreuses (et plus précises).
« Le problème majeur, c'est que nous ne pouvons pas mesurer directement les émissions ; il faut donc les estimer », explique Vincent-Henri Peuch, du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme et responsable des projets satellitaires Copernicus. « La difficulté réside dans la complexité du problème. »
Les images satellites permettent de montrer la présence d’émissions fugitives de gaz à effet de serre à l’échelle macroscopique, mais « la question est de savoir si nous pouvons utiliser ces informations sur la concentration dans l’atmosphère pour en déduire des informations sur les flux d’émissions à la surface », note Peuch. « Pour cela, nous devons combiner de nombreuses observations différentes, donc bien sûr, l’interopérabilité est nécessaire. »
Pour contribuer à ces mesures cruciales, CO2M, la mission de surveillance du dioxyde de carbone de Copernicus, est l'une des nouvelles missions satellitaires hautement prioritaires de l'Europe et sera la première à mesurer la quantité de dioxyde de carbone rejetée dans l'atmosphère spécifiquement par l'activité humaine.
7. Mesurer avec précision les émissions de gaz à effet de serre nécessite plusieurs sources de données
Steve Liang, directeur technique de SensorUp et professeur à l’Université de Calgary, a expliqué comment combiner des sources de données disparates pour obtenir une image plus claire de la gravité et de la source des émissions fugitives. « Même si nous savons que les fuites de méthane sont graves, comment pouvons-nous les réparer si nous ne pouvons pas les voir ? », a demandé M. Liang. « Nous avons besoin de capteurs de méthane pour trouver l’emplacement et le débit des fuites. Cependant, aucun capteur n’est le meilleur. Plusieurs types de capteurs doivent fonctionner ensemble, pour se compléter. Ils ont tous des échelles temporelles et spatio-temporelles différentes, à différents niveaux de précision. »
Liang a expliqué qu'une combinaison de données provenant de sources telles que des instruments portables, des capteurs fixes in situ, des systèmes de cartographie du méthane mobile terrestre, des systèmes aéroportés et des images satellites peuvent être utilisées ensemble, dans un réseau intégré de capteurs de méthane, pour mesurer, comprendre et même prédire avec plus de précision les fuites et les émissions nocives.
Si vous souhaitez lire une explication plus complète du fonctionnement de ce réseau de capteurs de méthane, vous pouvez consulter le résumé de la présentation du Dr Liang sur son blog.
