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L'ouest des États-Unis pollué par des émissions asiatiques

Alors que l'Asie reste une région en forte expansion économique, démographique et industrielle, se pose la question de l'impact à grande échelle des émissions entraînant la pollution de l'air. Menée par la NOAA ( National oceanic and atmospheric administration)( 1), une étude montre pour la première fois que l'augmentation sur la partie ouest des États-Unis de l'ozone troposphérique, un polluant nocif pour l'homme, est due à des émissions venues d'Asie. Par le jeu de conditions météorologiques, celles-ci ont été transportées vers l'est à travers le Pacifique. Cette étude repose sur l'exploitation croisée, couplant les transports des masses d'air à un inventaire des émissions, de nombreuses données obtenues entre 1984 et 2008 à l'aide de différents outils d'observation, dont des avions de ligne du Service d'observation MOZAIC(2) de l'INSU-CNRS qui ont apporté plus de la moitié des données. Cette étude parait dans la revue Nature du 21 janvier 2010.

L'ozone "troposphérique", situé entre 0 et 12 km d'altitude, est l'un des principaux gaz à effet de serre participant à l'équilibre climatique terrestre, mais également un polluant qui affecte la qualité de l'air. Une forte concentration d'ozone peut avoir de nombreuses conséquences physiologiques, comme le ralentissement du taux de croissance de la végétation ou les affections pulmonaires. Ce polluant, qui découle des émissions dues à l 'activité humaine(3), est globalement en augmentation depuis le début de l'ère industrielle. L'Asie est un fort producteur d'émissions productrices d'ozone et au printemps particulièrement, les conditions météorologiques favorisent l'export de la pollution vers l'est à travers le Pacifique. Jusqu'à présent, aucune étude suffisamment solide n'avait pu faire le lien entre la croissance de l'ozone résultant des émissions asiatiques et une augmentation d'ozone sur la partie ouest des États-Unis.
L'étude montre que l'ozone troposphérique a continuellement augmenté depuis le début des années 1980 sur la partie ouest des États-Unis (de 30 % par rapport à des mesures de 1984) . En se basant sur les régimes météorologiques de transport à longue distance, l'étude montre également que les plus fortes augmentations observées au cours des 15 dernières années sont associées aux masses d'air influencées par les émissions sur la Chine, l'Inde et les pays de l'Asie du Sud-Est. Pour cette étude, une base de données a été établie à partir des mesures réalisées sur la période 1984-2008 à l'aide de différents outils : le réseau international de ballon-sondes, les stations de télédétection par laser, les campagnes de recherche organisées par la NOAA et la NASA et les avions de ligne instrumentés du programme MOZAIC. Chaque mesure d'ozone a fait l'objet d'un calcul de trajectoire arrière pour déterminer le cheminement passé de la masse d'air. Trois milliards neuf cent millions rétro-trajectoires de masses d'air sur 15 jours ont ainsi été calculées avec un modèle de dispersion lagrangienne. Les observations d'ozone ont ensuite été filtrées (afin d'exclure celles marquées par une influence des émissions continentales américaines) et triées suivant les différentes trajectoires de masses d'air.


À gauche : Distribution de l'ozone par classe de percentile dans la moyenne troposphère (3-8 km et PV < 1.5 pvu) au printemps, pour 1984 et 1995-2008, incluant le nombre de données pour chaque année.
À droite : Moyenne sur 1984-2008 des temps de résidence des particules au cours des 15 jours précédant la mesure, dans toute la colonne troposphérique (b, c, et d) ou sous forme d'empreinte au sol (masses d'air ayant eu une altitude inférieure à 300 m au cours des 15 derniers jours) (e, f, g), pour trois classes d'ozone différentes : 0-33% (b et e), 34-66% (c et f) et 67-99% (d et g).
© Valérie Thouret

Du point de vue de la qualité de l'air, cette augmentation de la concentration moyenne d'ozone à grande échelle est inquiétante. Or, contrôler une croissance issue d'une migration est bien plus difficile que de contrôler des concentrations régionales dépendant de sources locales. Si cette augmentation continue, mettre en conformité la qualité de l'air à la législation actuelle deviendra impossible pour certaines régions des États-Unis.

L'étude montre le rôle déterminant d'un programme d'observations de routine comme MOZAIC. La signification statistique des résultats vient en effet en majeure partie des mesures MOZAIC qui constituent 54 % de la base de données constituée à l'occasion. Ce résultat a bénéficié de la stratégie de mise en place par l'INSU-CNRS des Systèmes d'observation et d'expérimentation de la recherche en environnement (SOERE) dont fait partie MOZAIC.

 

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