Qualité de l'air

Les projets sont énumérés par ordre alphabétique par chercheur principal

Abbatt, M. Jonathan P. D.

Université de Toronto

(260 000 $ sur trois ans, 2001, complet avril 2004)

Projet : Role des aérosols organiques dans les noyaux de condensation des nuages : études de modélisation en laboratoire et modélisation du climat planétaire

Ce projet contribuera à un modèle du climat mondial très perfectionne en étudiant l'incidence des particules d'aérosols en suspension dans l'air sur les nuages et sur le climat mondial de même qu'en évaluant les effets " indirects " éventuels des aérosols sur la formation des nuages. Il s'agit là de l'une des principales inconnues dans l'évaluation des changements climatiques que connaît la planète. Le modèle aidera a évaluer le rôle des matières organiques dans la formation des nuages de même qu'à comprendre toute évolution du climat mondial. À ce jour, les modèles de climat planétaire se sont principalement concentrés sur les aérosols de sulfate non organiques en omettant de considérer le rôle d'espèces organiques comme les particules d'aérosols.

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Abbatt, Jonathan

Université de Toronto

(429 500 $ sur trois ans, 2003)

Projet : Interactions des polluants atmosphériques avec la glace et la neige

 Répartition et réactions chimiques La glace est un élément abondant dans notre environnement; elle est présente à la surface du globe sous forme de neige ou d'eau de mer gelée, et dans l'atmosphère sous forme de particules de glace dans les nuages ou dans les précipitations. Elle est un milieu chimiquement actif qui agit à la fois comme dépôt et comme réacteur pour un large éventail d'espèces d'origine naturelle ou anthropogénique. Ce projet vise à étudier les différentes interactions chimiques au sein de la glace (sur le terrain et en laboratoire) avec un large éventail de polluants atmosphériques en vue de quantifier et de documenter le rôle des interactions glace-atmosphère et leur incidence sur les sciences atmosphériques et du climat. Les résultats permettront de déterminer si ces gaz atmosphériques peuvent être piégés par les interactions gaz-glace ou si des transformations chimiques peuvent conduire à leur perte ou à leur modification.

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Agnes, George

Université Simon Fraser

(417 632 $ sur trois ans, 2002)

Projet : Production de composés toxiques par des réactions hétérogènes

De fortes concentrations de particules dans l'atmosphère au cours de périodes de mauvaise qualité de l'air ont des effets négatifs sur la santé humaine. Ce projet de recherche vise à examiner les réactions chimiques entre diverses espèces de particules en suspension dans l'air (comme la suie) et des oxydants atmosphériques connus (comme l'ozone). L'information recueillie permettra d'accroître notre compréhension des relations entre l'inhalation de particules de suie et la santé. Elle mènera à la mise en place de mesures plus efficaces pour lutter contre la pollution atmosphérique.

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Ariya, Parisa

Université McGill

(458 500 $ sur trois ans, 2002)

Projet : Transformation du mercure dans l'Arctique : modélisation en laboratoire, sur le terrain et à l'échelle mondiale

Ce projet sert à étudier les processus chimiques fondamentaux et les mécanismes de transport associés à l'appauvrissement du mercure dans l'atmosphère qui, depuis 1995, est observé dans plusieurs sites de recherche arctiques et sub arctiques au cours du lever de soleil polaire. Les recherches permettront de mieux comprendre la rémanence du mercure dans l'environnement et sa tendance à la bioaccumulation dans la chaîne alimentaire, particulièrement dans le Nord du Canada.

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Blades, Michael

Université de la Colombie-Britannique

(392 231 $ sur trois ans, 2003)

Projet : Vers une compréhension complète de la chimie et de la composition chimique des aérosols atmosphériques

Les aérosols, ces suspensions de particules solides ou liquides, sont partout dans l'atmosphère et sont couramment associés aux maladies respiratoires, à la réduction de la visibilité, aux retombées acides et au changement climatique. Ce projet vise à mettre au point un spectromètre de masse innovateur pour mesurer la composition chimique des aérosols organiques en temps réel et étudier les réactions de OH et O3 avec des particules organiques. Ce nouveau spectromètre permettra d'approfondir notre connaissance du rôle joué par les aérosols organiques atmosphériques, ce qui pourrait déboucher sur de meilleurs modèles de la qualité de l'air et du changement climatique. La technologie et les connaissances qui découleront du projet aideront à concevoir la prochaine génération d'instruments pour l'analyse des aérosols sur le terrain.

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Chylek, Petr

Université Dalhousie

(270 800 $ sur trois ans, 2001, complet octobre 2005)

Projet : Simulations moléculaires des processus interfaciaux des aérosols de noir de carbone

Le noir de carbone, produit par la combustion des sources d'énergie fossiles et de la biomasse, est un facteur important pour les changements climatiques, la qualité de l'air et la santé humaine. Des simulations informatisées moléculaires serviront à prédire numériquement les taux d'oxydation et d'adsorption de l'eau et de produits chimiques toxiques sur le noir de carbone. Ainsi, on pourra mieux déterminer la capacité du noir de carbone à transporter des produits chimiques toxiques sur de grandes distances, et améliorer les modèles de qualité de l'air et de climat pour prédire avec plus de précision les concentrations atmosphériques d'aérosols du noir de carbone.

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Donaldson, James

Université de Toronto

(320 000 $ sur trois ans, 2001, complet novembre 2005)

Projet : Amélioration des modèles de qualité de l'air : interactions entre les polluants atmosphériques et les films superficiels

Au Canada, la pollution atmosphérique en milieu urbain constitue un grave problème de santé qui ne cesse de s'intensifier. Les matières particulaires aéroportées assez petites pour être inhalées ont de graves effets sur la santé humaine. Cette recherche déterminera quels sont les processus chimiques importants à inclure aux modèles pour que ces derniers puissent prédire avec précision la formation de particules inhalables. On souhaite ainsi améliorer les modèles de qualité de l'air et communiquer aux décideurs des données scientifiques qui les aideront à combattre la pollution atmosphérique.

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Drummond, James

Université de Toronto

(259 500 $ sur trois ans, 2001)

Projet : Mesure par occultation (MAESTRO) de l'extinction atmosphérique dans la stratosphère et la troposphère

Vers la fin de 2002, le satellite canadien SCISAT emportera l'instrument MAESTRO, un nouvel instrument qui permettra de dresser un profil précis des concentrations atmosphériques d'ozone et de mieux mesurer la déperdition d'ozone. L'appareil a été mis au point par le Service météorologique du Canada, et est adapté pour les conditions spatiales. Après son lancement, MAESTRO devrait fournir des mesures pendant environ 18 mois. Ces données seront très importantes, puisqu'on dispose de peu de mesures sur les concentrations d'ozone et d'autres substances chimiques dans la troposphère, cette partie de l'atmosphère qui est la plus susceptible d'être perturbée par l'activité humaine.

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Evans, Greg

Université de Toronto

(398 384 $ sur trois ans, 2003)

Projet : Comprendre les influences des processus chimiques et météorologiques des particules en milieu urbain

On estime que la mauvaise qualité de l'air contribue à plusieurs milliers de décès prématurés par année au Canada, ce qui représente une perte de près de 1 milliard de dollars par année en coûts économiques, et plus encore en diminution de la qualité de vie. Une bonne partie de ces problèmes sont reliés aux poussières en suspension dans l'air que l'on retrouve dans les agglomérations urbaines canadiennes. Ce projet fait appel à de nouvelles techniques de mesure à haute résolution dans le temps, à la modélisation statistique et à de l'information sur les sources et la composition de ces poussières pour mieux comprendre les processus météorologiques et chimiques qui influencent la matière particulaire en milieu urbain. Les résultats de cette recherche aideront à faire une distinction entre les contributions locales/canadiennes et transfrontalières aux épisodes de mauvaise qualité de l'air, ce qui permettra d'étayer les discussions en cours sur l'ajout d'une annexe sur les particules à l'Accord Canada-États-Unis sur la qualité de l'air, et d'élaborer des politiques fédérales, provinciales et internationales efficaces.

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Harris, Geoffrey

Université York

(180 000 dollars répartis sur trois ans, 2005)

Projet : Mesures atmosphériques de l'ammoniac et du monoxyde de carbone à l'aide de TDLAS - Contribution à l'ICARTT

Ce projet évalue deux systèmes de modélisation de la qualité de l'air à l'aide d'un nouveau spectromètre d'absorption laser à diode accordable (Tunable Diode Laser Absorption Spectrometer - TDLAS) pour mesurer l'ammoniac et le monoxyde de carbone. Le professeur Harris étudie aussi le rôle du processus de formation des nuages dans la chimie atmosphérique et l'importance du transport des polluants dans les Maritimes. Ces recherches sont une contribution aux travaux sur la qualité de l'air sous la direction de l'International Consortium for Atmospheric Research on Transport and Transformation (ICARTT).

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Hastie, Donald

Université York

(255 400 $ sur trois ans, 2001, complet avril 2005)

Projet : Étude des matières particulaires atmosphériques par spectrométrie de masse

Des méthodes d'analyse ultramodernes serviront à mieux comprendre la composition chimique des particules. On examinera également les sources et le devenir des particules atmosphériques. Les résultats de ces travaux serviront à élaborer des stratégies de réduction qui faciliteront l'atteinte des standards pancanadiens relatifs aux particules. Ils pourraient également faciliter les recherches sur les effets sanitaires de la pollution atmosphérique.

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Hastie, Donald

Université York

(212 460 $ sur trois ans, 2002)

Projet : Étude en laboratoire et sur le terrain de la conversion réactive du gaz en particules

La formation et la composition chimique des particules ambiantes sont liées aux effets négatifs sur la visibilité, le climat et la santé humaine dans les milieux urbains et industriels. L'étude se penche sur la production de particules de sulfate et de nitrate à partir d'anhydride sulfureux et d'oxydes d'azote, au moyen de mesures simultanées des concentrations en phase de gaz et de particules. Les résultats aideront à mettre au point des stratégies de la santé, à établir un lien entre le genre de polluant et sa source et à mettre au point des modules pour l'établissement de modèles de prévisions de la qualité de l'air.

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Lovejoy, Shaun

Université McGill

(123 300 $ sur trois ans, 2003)

Projet : Mesures par le Lidar et modèles en cascades de la dispersion des polluants

Dépendant de leur composition, les particules et les gaz émis par des sources restreintes et localisées peuvent contribuer de manière variable au smog, au réchauffement du climat par les gaz à effet de serre, au refroidissement atmosphérique, aux pluies acides et à l'appauvrissement de la couche d'ozone. Les concentrations requises semblent varier dans l'espace et dans le temps pour différentes ordres de grandeur, en raison d'un processus dynamique anisotrope en cascades aux échelles planétaires. Ce projet vise à produire une imagerie haute résolution de la couche d'aérosols dans le temps et dans l'espace en combinant les progrès récents dans l'étude de la turbulence avec la technologie Lidar pour tester la théorie des modèles en cascades de la dispersion des polluants à des échelles multiples. Les applications immédiates comprennent de nouvelles méthodes pour la télésurveillance des flux de polluants de source ponctuelle
(émissions industrielles et naturelles, sur trois ans) et, par le fait même, pour la surveillance de la qualité de l'air.

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McConnell, Jack

Université York

(548 500 $ sur trois ans, 2003)

Projet : Application d'un modèle tridimensionnel à échelles multiples aux problèmes de qualité de l'air dans l'Arctique : Diminution de l'ozone et du mercure, brouillard arctique et transport intercontinental

Les modifications chimiques et physiques qui se produisent dans l'Arctique sont influencées par les émissions polluantes de source anthropogénique qui proviennent de la stratosphère : l'observation récurrente du " brouillard arctique " est rapportée chaque année depuis les années 50. Ce projet utilise un modèle de qualité de l'air tridimensionnel à échelles multiples (mondiale et régionale) adapté à l'Arctique pour étudier la nature régionale des phénomènes d'appauvrissement de l'ozone et du mercure au lever du soleil polaire. Il permettra d'établir une hiérarchie des processus les plus pertinents qui contribuent à la disparition de la couche limite arctique. Cette recherche apportera une meilleure compréhension de l'impact de la pollution anthropogénique à moyenne altitude sur la troposphère arctique et des effets possibles de l'Arctique sur l'ozone troposphérique aux moyennes altitudes.

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McKendry, Ian G.

Université de la Colombie-Britannique

(228 560 $ sur deux ans, 2001. Complet juin 2004)

Projet : Observation et modélisation du transport des polluants a travers le Pacifique : incidences sur l'Ouest canadien

Ce projet créera et installera un système de profilage vertical sur aéronef léger, puis modélisera le rôle des montagnes dans l'interception des couches de polluants qui passent au-dessus de l'Ouest nord-américain. Déjà 12 missions aériennes on été effectuées au printemps 2001, dont l'une a permis d'observer l'arrivée d'un nuage de poussière du désert de Gobi au-dessus de la Colombie-Britannique, l'événement le plus important du genre à survenir depuis 20 ans. Ce projet contribuera à formuler de meilleures prévisions régionales de qualité de l'air et à tenir compte de l'effet des polluants trans-pacifiques sur la qualité de l'air local, si bien que les modèles évalueront mieux l'incidence des mesures locales de lutte contre la pollution.

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Mozurkewich, Michael

Université York

(308 000 $ sur trois ans, 2002)

Projet : Mécanismes de caractérisation et de formation de particules organiques secondaires

Ces travaux de recherche permettront d'étudier les réactions chimiques et les processus physiques associés aux précurseurs organiques courants de la phase gazeuse qui donnent lieu à la formation de smog. Les particules atmosphériques, souvent de diamètre bien inférieur à un micromètre, sont partout dans l'atmosphère. Elles sont formées de composés organiques produits par la végétation et l'oxydation des hydrocarbures dégagés par les activités humaines. Elles peuvent avoir des incidences aussi bien sur le climat que sur la visibilité atmosphérique par la diffusion et l'absorption de la lumière. Elles ont aussi des effets directs sur la formation des nuages, les précipitations et la quantité de lumière solaire qui atteint la surface de la terre. Le projet augmentera les connaissances nécessaires pour évaluer les effets des particules organiques sur le climat et la santé humaine.

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Oke, Timothy R.

Université de la Colombie-Britannique

(222 934 $ sur trois ans, 2001. Complet juillet 2004)

Projet : Quantification et paramétrisation des variations thermiques et massiques se rapportant à l'influence des villes sur la qualité de l'air et les échanges de gaz à effet de serre au niveau régional

Ce projet étudiera les échanges de chaleur, d'eau et de polluants dans les villes, la façon dont ces échanges modifient le climat urbain et la dispersion des polluants. Le projet nous renseignera sur les principaux processus sous-tendant la modification de l'atmosphère par suite du développement urbain et contribuera à créer des outils pouvant être utilisés pour prédire la qualité de l'air urbain et pour d'autres applications. De même, on générera des modèles à tester avec les données du terrain, ainsi que des données de qualité à communiquer à d'autres pour tester d'autres modèles. Le projet nous aidera à mieux comprendre les principaux processus du système climatique, y compris ceux associés aux sources et aux puits de gaz à effet de serre, ainsi que la qualité de l'air dans les villes. Il nous aidera en outre à construire des modèles reproduisant les conditions météorologiques et la qualité de l'air des villes.

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O'Neill, Norm

Université de Sherbrooke

(246 000 $ sur trois ans, 2001)

Projet : Télédétection des aérosols par radiométrie passive et active ; analyse sur terre du contenu informationnel d'une série pluriannuelle de données combinées

Pour comprendre l'impact à court terme des aérosols sur la qualité de l'air et leurs effets à long terme sur les changements climatiques, il faut mieux en connaître les effets optiques. À cette fin, on entend prélever des données optiques pour mesurer, caractériser et analyser l'état des aérosols dans une zone de transition située entre l'agglomération urbaine de Toronto et le sud rural ontarien. La région subit l'influence d'une grande variété d'aérosols : aérosols ambiants d'atmosphère propre, particules de pollution et de fumée, gros aérosols de poussière, etc. Des données terrestres seront acquises simultanément par lidar (un système laser pulsé) et par des mesures optiques passives (photométrie solaire et radiométrie spatiale). Ensemble, ces deux techniques permettront de mieux comprendre la dynamique des aérosols (et des nuages) dans la région d'un site expérimental (Egbert, en Ontario). Cela facilitera la prédiction du comportement des aérosols dans les modèles de qualité de l'air et de changements climatiques, et la validation de ces modèles. La série de données accumulées contribuera également à valider les résultats des missions de télédétection satellitaire des aérosols, en particulier les missions CALIPSO (lidar) et MODIS (radiométrie passive).

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Roscoe, John

Université Acadia

(78 900 $ sur trois ans, 2001, complet mars 2005)

Projet : Étude cinétique des réactions du brome atomique avec des cétones, des alcools et des halides organiques polaires

Les épisodes d'appauvrissement de l'ozone dans l'Arctique ont été reliés à la production photochimique de brome atomique lors de la réapparition du soleil après l'hiver arctique. Le brome atomique se forme lorsque la lumière solaire est absorbée par le brome moléculaire. Ce projet déterminera les taux de réaction entre le brome et les composés organiques atmosphériques, et l'importance de ces derniers comme possibles puits atmosphériques de brome. Cela permettra d'améliorer ultérieurement les modèles servant à prédire le rôle du brome atomique dans l'amincissement de la couche d'ozone, et de mieux décrire les épisodes de déperdition d'ozone.

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Rudolph, Jochen J.

Université York

(594 800 $ sur trois ans, 2001, complet avril 2005)

Projet : Détermination du pouvoir oxydant de la troposphère d'apres la concentration d'isotopes stables du carbone dans les composes organiques volatils.

Cette recherche facilitera l'élaboration de stratégies plus efficaces pour lutter contre la pollution de l'air, car elle accroîtra la fiabilité et la capacité de prévision des modèles numériques. La première étape de l'élimination de nombreux gaz à l'état de traces importants présents dans l'atmosphère et leur réaction avec les radicaux hydroxyles. Cette réaction détermine également le taux de formation de maints polluants secondaires (ozone, particules secondaires) à l'origine du smog. Ce projet fournira l'information nécessaire pour tester, améliorer et contrôler les concentrations de radicaux hydroxyles.

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Rudolph, Jochen

Université York

(283 040 dollars répartis sur trois ans, 2005)

Projet : Études basées sur des rapports d'isotopes de carbone stables de matières particulaires organiques secondaires dans l'atmosphère

Selon leurs concentrations, les particules atmosphériques peuvent avoir d'importantes répercussions négatives sur l'environnement et des effets nocifs graves sur la santé humaine. En comparant les données sur ces composés organiques pour des particules créées en laboratoire avec celles des mesures atmosphériques, ce projet devrait permettre d'améliorer notre compréhension de la formation des particules et l'exactitude de nos prévisions assistées par ordinateur. Une bonne compréhension du rôle des matières organiques dans l'atmosphère facilite grandement l'élaboration de stratégies efficaces pour la réduction de la pollution due aux particules ambiantes.

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Sloan, James

Université de Waterloo

(486 047 $ sur trois ans, 2002)

Projet : Étude en laboratoire de la formation, de la croissance et des répercussions sur le climat de la brume arctique

La brume arctique est un phénomène saisonnier qui se traduit par une forte concentration de particules dans la basse atmosphère de l'Arctique. Elle a un effet marqué sur le climat et la météorologie dans l'Arctique. Cette recherche contribuera à améliorer la compréhension des propriétés qui favorisent la formation de brume arctique en examinant le taux de croissance et de nucléation des particules de brume dans la troposphère de l'Arctique. Les données qui en découleront serviront à affiner les modèles régionaux du climat et du transfert radiatif.

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Wania, Frank

Université de Toronto

(280 000 $ sur trois ans, 2001, complet janvier 2005)

Projet : Filtration des polluants organiques persistants par les forêts

Des relevés récents laissent croire que les forêts filtrent très efficacement certains polluants atmosphériques toxiques. Il en va notamment ainsi des forêts de feuillus qui captent les polluants atmosphériques et les transfèrent au sol forestier à la chute des feuilles. Les forêts pourraient ainsi réduire sensiblement la charge de polluants dans l'atmosphère, ce qui atténuerait les risques que ces derniers engendrent pour l'humain et la faune. Le projet, mené conjointement avec M. Tom Harner du Service météorologique du Canada, utilisera deux techniques pour mesurer l'absorption de certains polluants, dont les biphényles polychlorés (PBC), dans une forêt d'arbres à feuilles caduques de Borden, en Ontario.

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Wania, Frank

Université de Toronto

(100 000 dollars répartis sur trois ans, 2005)

Projet : Études en laboratoire sur le devenir des contaminants organiques pendant la fonte des neiges

La neige et la glace partout au Canada contiennent des polluants dont beaucoup proviennent de l'atmosphère. Chaque printemps, beaucoup de ces contaminants sont drainés par l'eau de fonte, entraînant des problèmes dans les écosystèmes aquatiques et terrestres. L'équipe du professeur Wania examine ce qui arrive aux polluants organiques pendant la fonte des neiges : comment une bonne partie des contaminants chimiques est entraînée avec l'eau de fonte, leurs concentrations dans ces eaux et comment ces concentrations changent avec le temps. L'équipe de recherche reproduit les conditions de fonte en laboratoire pour divers polluants et prépare ensuite des simulations à l'aide de modèles mathématiques destinées à prévoir les concentrations dans les eaux de fonte. Ces recherches devraient permettre de mieux comprendre ce qui arrive aux contaminants sous diverses conditions climatiques.

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Wilson, John

Université de l'Alberta

(253 000 $ sur trois ans, 2001, complet mars 2005)

Projet : Expériences numériques et de terrain dans la quantification des sources par dispersion lagrangienne inversée

Ce projet permettra de déduire, jusqu'à une échelle planétaire, le moment et le lieu d'origine de contaminants transportés par l'atmosphère sur de grandes distances. On validera un modèle de transport et de dispersion, pour déterminer le nombre et la répartition optimale des points d'observation nécessaires à la localisation d'une source. Des expériences sur le terrain contrôleront l'efficacité de la technique. Des capteurs au laser serviront à déterminer les sources de méthane et d'autres gaz en traces. Le modèle pourrait donner naissance à une nouvelle génération de modèles d'intervention d'urgence pour Environnement Canada, et constituer un des outils employés par la stratégie canadienne pour surveiller la conformité au Traité d'interdiction complète des essais nucléaires.

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Wilson, John

Université de l'Alberta

(270 000 dollars répartis sur trois ans, 2005)

Projet : Quantification des sources par dispersion lagrangienne inverse

Il est essentiel de déterminer le débit et le flux des émissions de gaz à effet de serre comme le méthane et de gaz polluants comme l'ammoniac pour élaborer des stratégies d'atténuation. Le professeur Wilson utilise un détecteur de gaz au laser, un nouveau logiciel et des calculs météorologiques afin de mesurer avec précision les polluants atmosphériques libérés par des sources agricoles et industrielles. Au cours de ce projet, la technique innovatrice de mesure du professeur Wilson fera appel à plusieurs détecteurs laser, permettant ainsi de mesurer les émissions de sources complexes et diverses. Cette technique pourra aussi servir à estimer les flux gazeux libérés dans l'atmosphère par les exploitations agricoles et industrielles.

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