When we look at the Earth from afar, more than ever we realize how much we are taking for granted. We are the only planet known to contain life among thousands or maybe even millions around us. How is it that we have let it suffer so badly? Taking a step back to observe can really be an eye opener, and our space technology makes it possible. Climate change probably does not come to mind when you think of space research. You would likely think of asteroids, stars, and rovers driving around on Mars. However, our planet Earth has been quite central to space exploration for a long time.
Observations of Earth from space are done using satellites. A satellite is a small object that orbits around a larger one in space. By this definition, our moon is a natural satellite. On the other hand, a man-made satellite is space technology which is used for many purposes such as monitoring temperature, weather, disasters, pollution, and for communication. Many of the features in your television and phones are possible because of satellites. We have over four thousand satellites orbiting our planet right now that take close observations of human activity and nature. Through these observations, we have gained a whole new perspective of our planet.
Taking a Step Back…Fighting Climate Change from Space!
Much of our daily activities that contribute to the negative impacts of climate change are often observed by satellites in space. This includes land use, energy use, garbage generation, and light pollution. These factors worsen as our cities become larger. In the past decades, an increased number of people started to live in cities rather than the quieter and less crowded rural areas. The process of more and more people moving into cities is called urbanization. This has very detrimental consequences for our environment.
Sustaining cities requires a lot of energy. As a result, urban areas produce more greenhouse gas emissions than any other way of living. The effects of this can be observed through space technology. Although there are methods to monitor these effects from the Earth’s surface, they are often very limited in scope since it covers less surface area. Satellites are able to detect harmful greenhouse gases such as carbon dioxide and methane and provide a detailed analysis of them. Satellites also show us where exactly this pollution is coming from. Most importantly, with the information satellites give us we can predict sources of potential problems and prevent them before they happen.
One of the consequences of urbanization is that our growing populations generate much more garbage per person. Waste disposal is a significant issue that contributes to the pollution of our world by ending up in huge landfills. These massive dumps are simply cleared areas of land with hundreds of feet of waste buried beneath them. Using satellite imagery, it has been much easier for the governments and municipalities to keep track of these landfills that are growing. Sizes and growth are an obvious thing to observe but urban landfills have also been analyzed by researchers using numerous methane-monitoring satellites. These landfills emit abnormally high levels of methane, which is a harmful greenhouse gas and can lead to increased warming of the atmosphere. Countless studies using landfill observation from space have brought more attention to this issue which is exactly what we need to take better action in reducing our waste.
Another consequence of urbanization is the use of city lights that become so excessive it can be seen from space! This is known as light pollution. Plants and animals are extremely impacted by it since many of them behave according to day and night cycles. In other words, if they get confused by bright lights at night, they will start to behave differently, a pattern that can lead to declines in some species' populations. Satellite images at night can easily spot bright city lights that typically outline densely populated urban areas. Data has shown us that these lights are only getting brighter in many places around the world. This information has helped many scientists find solutions that improve the lighting styles to minimize light impact. Some suggestions include switching to use of LED lights, using warmer lights, and turning off lights in empty spaces like offices. Our observations of this from space helps determine where the most action is urgently required.
Looking at the bigger picture in the midst of a crisis can be really helpful. With regards to climate change, satellites and observations from space do just the trick! The global view from satellite images is unmatched in their ability to show us exactly what is happening that we cannot easily see from our planet’s surface.
Try This at Home: Exploring Images from Space
One of the most common uses of satellite imagery is mapping. Over time, software like Apple Maps and Google Earth satellite imagery has become more common in everyday use than paper maps and made navigation so much easier. Through modern technology, you can now view clear images of Earth’s surface from today to many years ago to see how our land use has changed over time. There are countless different aspects of Earth’s surface to study. Go to Google Earth and click the steering wheel you see on the left bar (or the top right if you are using the app), then click “Time Lapse in Google Earth”. Now, browse through the cities you see under “Urban growth” or find the city you live in using the “search the planet” option and observe how it has changed over time. Do you notice less greenery? Zoom in to see what exactly is making up the pale brown or gray areas you see.
Take a close look at our local conservation area, called “Credit Valley Conservation”. Does the satellite imagery overtime show change in its greenery and infrastructure around it? How do you think we could use this information to do better? Do you think that this conservation area is losing its effectiveness in providing a good space for wildlife?
Earth view from afar Satellite image by NASACity of Toronto Satellite image taken at night by NASA
Climate Action: It Is Never Too Light to Learn!
Once the sun sets, take a look outside. Your front yard, backyard, and the sky. Do you see darkness? If you live in a densely populated area it is likely that you will be able to see many things clearly. That is, except for the beautiful stars in the sky because of our city lights. A climate action you can do to counter light pollution is to make sure your household or outdoor lighting is not emitting light when and where it is not needed. It may not seem like a big difference but the hundreds of little insects and possibly some larger animals around your house will be thankful to you.
Use only warm-coloured bulbs. LEDs and CFLs can minimize energy and safeguard the environment much better than incandescent light. It is possible to further reduce average illumination levels and save energy by using dimmers, motion sensors, and timers. In addition, avoid scattering light that goes everywhere. Rather, it should focus on one area which you may need to see at night. Remember, late at night when everyone is sleeping is no doubt the best opportunity to save energy!
Credit
This Science Spotlight was written based on information shared by the Canadian Space Agency’s Space-Based Earth Observations and Canadian Space Agency. “Engagement Paper: Space-Based Earth Observation - 2020.” Canadian Space Agency. / Government of Canada, June 19, 2020. https://www.asc-csa.gc.ca/eng/publications/sbeo/2020-engagement-paper-space-based-earth-observation.asp.
Histoire de la genèse : Pourquoi les satellites sont-ils importants ?
Lorsque nous regardons la Terre de loin, plus que jamais, nous réalisons à quel point nous la prenons pour acquise. C’est la seule planète connue à abriter des êtres vivants parmi les milliers ou peut-être même les millions de planètes qui nous entourent. Comment cela se peut-il que nous l’ayons laissé souffrir autant ? Prendre du recul pour l’observer peut vraiment nous amener à ouvrir les yeux, et la technologie spatiale dont nous disposons rend cela possible. Le changement climatique n’est probablement pas ce qui vient à l’esprit lorsque l’on pense à la recherche spatiale. Il est vraisemblable que vous pensiez plutôt aux astéroïdes, aux étoiles, et aux véhicules astromobiles qui roulent sur Mars. Cependant, notre planète, la Terre, est, depuis longtemps, au centre de l’exploration spatiale.
Les observations de la Terre depuis l’espace sont effectuées à l’aide de satellites. Un satellite est un petit objet qui tourne autour d’un objet plus grand dans l’espace. Si l’on suit cette définition, notre Lune est un satellite naturel. D’un autre côté, un satellite fabriqué par des êtres humains relève de la technologie spatiale qui est utilisée à des fins multiples comme la surveillance des températures, de la météo, des catastrophes naturelles, et de la pollution, et aussi pour les communications. Nombre des fonctions de votre télévision et de votre téléphone sont possibles grâce aux satellites. Il y en a plus de quatre mille qui tournent autour de notre planète à l’heure actuelle, et qui observent de près l’activité humaine et la nature. Grâce à ces observations, nous avons acquis une toute nouvelle perspective sur notre planète.
Prendre un peu de recul …Combattre le changement climatique depuis l’espace !
La plupart de nos activités quotidiennes qui alimentent les effets négatifs du changement climatique sont souvent observées par des satellites dans l’espace. Cela comprend l’utilisation des terres, la consommation d’énergie, la production de déchets, et la pollution lumineuse. Ces facteurs tendent à s’aggraver au fur et à mesure que nos villes s’étendent. Au cours des dernières décennies, un nombre croissant de personnes a commencé à vivre dans des grandes villes plutôt que dans des régions rurales plus tranquilles et moins peuplées. Ce déplacement de plus en plus de personnes vers les villes s’appelle l’urbanisation. L’urbanisation a des conséquences néfastes pour notre environnement.
Permettre aux grandes villes de fonctionner requiert beaucoup d’énergie. Par conséquent, les régions urbaines produisent davantage d’émissions de gaz à effet de serre que tout autre mode de vie. Les répercussions de ce phénomène peuvent être observées grâce à la technologie spatiale. Bien qu’il existe des méthodes pour surveiller ces effets depuis la surface de la Terre, celles-ci sont souvent limitées en termes de portée car elles couvrent moins de surface. Les satellites sont capables de détecter des gaz à effet de serre nocifs tels que le dioxyde de carbone et le méthane, et d’en donner une analyse détaillée. Les satellites nous montrent également les endroits d’où cette pollution provient exactement. Plus important encore, avec les informations que les satellites nous permettent d’obtenir, nous pouvons prédire les sources de problèmes potentiels et les prévenir avant qu’ils ne se produisent.
Une des conséquences de l’urbanisation, c’est que nos populations grandissantes génèrent beaucoup plus de déchets par personne. L’élimination des déchets est un facteur important qui contribue à la pollution de notre monde dans la mesure où ces déchets finissent dans d’énormes sites d’enfouissement. Ces décharges massives sont simplement des étendues de terre déboisées avec des déchets enterrés jusqu’à des centaines de mètres au-dessous d’elles. Grâce à l’imagerie satellitaire, il a été beaucoup plus facile pour les gouvernements et les municipalités de faire le suivi de ces sites d’enfouissement qui se multiplient et s’agrandissent. Leur taille et leur croissance sont des choses évidentes à observer mais les sites d’enfouissement urbains ont aussi été analysés par des chercheur.euse.s à l’aide de nombreux satellites surveillant le méthane. Ces sites d’enfouissement émettent des niveaux de méthane anormalement élevés, et le méthane est un gaz à effet de serre nocif pouvant réchauffer encore plus l’atmosphère. Un nombre incalculable d’études ayant recours à l’observation des sites d’enfouissement depuis l’espace ont permis de porter davantage attention à ce problème, et c’est exactement ce dont nous avons besoin pour poser des actions plus efficaces afin de réduire nos déchets.
Une autre conséquence de l’urbanisation, c’est l’utilisation des lumières dans les villes ; une utilisation qui est devenue tellement excessive que cela peut se voir de l’espace ! On appelle cela la pollution lumineuse. Les plantes et les animaux subissent lourdement les effets de cette forme de pollution parce que nombre d’entre eux/elles vivent en suivant les cycles diurnes (le jour) et nocturnes (la nuit). En d’autres termes, s’ils/elles ne savent plus où ils/elles en sont à cause des lumières brillantes la nuit, ils/elles vont commencer à modifier leurs comportements, et ce phénomène peut engendrer le déclin des populations de certaines espèces. Les images prises par satellite la nuit peuvent facilement repérer les lumières éclatantes des villes qui montrent habituellement les contours des zones urbaines densément peuplées. Les données nous ont montré que ces lumières ne font que devenir de plus en plus intenses dans beaucoup d’endroits du monde. Ces informations ont aidé de nombreux.euses scientifiques à trouver des solutions permettant d’améliorer les styles d’éclairage afin d’en minimiser l’impact. Il a été suggéré, entre autres, de se tourner vers des lumières DEL, d’utiliser des lumières plus chaudes, et d’éteindre la lumière dans les endroits non occupés la nuit, comme des bureaux. Nos observations de la situation depuis l’espace aident à déterminer où il est le plus urgent d’agir.
Il peut être très utile d’avoir une vue d’ensemble dans une période de crise. En ce qui a trait au changement climatique, les satellites et les observations qu’ils permettent de réaliser depuis l’espace font tout à fait l’affaire ! La vue globale qu’offrent les images satellitaires est inégalée quand on considère leurs capacités à nous montrer exactement ce qui est en train de se passer mais que nous ne pouvons pas facilement voir depuis la surface de notre planète.
Essayez ça chez vous : Explorer les images captées depuis l’espace
La cartographie est l’une des utilisations les plus communes de l’imagerie satellitaire. Avec le temps, des logiciels d’imagerie satellitaire comme Apple Maps et Google Earth sont devenus plus courants que les cartes au format papier dans notre vie quotidienne, et, grâce à eux, on peut se repérer beaucoup plus facilement. Grâce aux technologies modernes, vous pouvez maintenant voir des images claires de la surface de la Terre depuis aujourd’hui jusqu’à de nombreuses années dans le passé pour voir comment l’utilisation que nous faisons des terres a changé avec le temps. Il existe d’innombrables aspects différents de la surface de la Terre à étudier. Allez sur Google Earth, et cliquez sur le gouvernail apparaissant dans la barre de gauche (ou en haut à droite si vous utilisez l’app), puis cliquez sur « Time Lapse in Google Earth ». Maintenant, naviguez à travers les villes que vous voyez sous « Urban Expansion », ou trouvez la ville dans laquelle vous vivez en utilisant l’option « Search the planet », et observez comment elle a changé au fil du temps. Remarquez-vous moins de végétation ? Zoomez pour voir exactement ce que représentent les zones brun pâle ou grises que vous voyez.
Regardez de près notre aire de conservation locale appelée « Credit Valley Conservation ». Les images satellitaires montrent-elles un changement au fil du temps en termes de végétation et d’infrastructures autour ? Comment pensez-vous que nous pourrions utiliser ces informations pour faire mieux ? Pensez-vous que cette aire de conservation est en train de devenir moins efficace pour ce qui d’offrir un espace adéquat pour la faune et la flore sauvages ?
La Terre vue de l"espace Photo par NASAToronto, Canada Photo par NASA
Action pour le climat : Il n’est jamais trop tard pour changer nos habitudes !
Une fois que le soleil est couché, regardez dehors. Regardez votre cour avant, votre cour arrière, et le ciel. Est-ce que tout est noir ? Si vous vivez dans une zone densément peuplée, il est probable que vous puissiez voir clairement beaucoup de choses. Sauf les magnifiques étoiles dans le ciel, à cause des lumières de la ville. Il y a une action que vous pouvez poser pour le climat, pour contrer la pollution lumineuse : vous pouvez faire en sorte de ne pas émettre de lumière, que ce soit chez vous ou à l’extérieur de chez vous, quand et là où vous n’en avez pas besoin. Il se peut que vous pensiez que cela ne va pas faire une grosse différence, mais des centaines de petits insectes et, possiblement, d’animaux plus gros autour de votre maison vous en seront reconnaissants.
N’utilisez que des ampoules de couleur chaude. Les ampoules DEL et LFC peuvent minimiser l’énergie utilisée et sauvegarder l’environnement beaucoup mieux que les ampoules incandescentes. Il est aussi possible de réduire davantage le niveau moyen d’éclairage et de faire des économies d’énergie en utilisant des gradateurs de lumière, des détecteurs de mouvement et des minuteries. De plus, évitez de trop diffuser de la lumière un peu partout. Au lieu de cela, les lampes devraient être installées de sorte à n’éclairer que l’endroit où vous pourriez avoir besoin de voir clair la nuit. Souvenez-vous que, tard, la nuit, quand tout le monde dort, c’est sans aucun doute le meilleur moment pour économiser l’énergie !
Contribution
Ce guide « Pleins feux sur la science » a été écrit sur la base d’informations partagées par l’Agence spatiale canadienne sur les observations de la Terre effectuées depuis l’espace. Agence spatiale canadienne. « Document de mobilisation : l’observation de la Terre depuis l’espace - 2020. » Agence spatiale canadienne. / Gouvernement du Canada, 19 juin 2020. https://www.asc-csa.gc.ca/fra/publications/sbeo/2020-document-mobilisation-observation-de-la-terre-depuis-espace.asp.
