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Paris, 20 janvier 2010

Des polluants venant d'Asie sur la partie ouest des USA

Alors que l'Asie reste une région en forte expansion économique, démographique et industrielle, la question de l'impact à grande échelle des émissions entraînant la pollution de l'air se pose. Pour la première fois, une étude montre que l'augmentation sur la partie Ouest des Etats-Unis de l'ozone troposphérique, un polluant nocif pour l'homme, est due à des émissions venant d'Asie. Par le jeu de conditions météorologiques, celles-ci ont été transportées vers l'Est à travers le Pacifique. L'étude, menée par la NOAA(1), croise les nombreuses données de différents outils d'observation sur la période 1984-2008, couplant les transports des masses d'air à un inventaire des émissions. Parmi ces observations, celles des avions de ligne du Service d'observation MOZAIC de l'INSU-CNRS ont apporté plus de la moitié des données. Cette étude parait dans la revue Nature du 21 janvier 2010.

L'ozone qui se trouve entre 0 et 12 km d'altitude est dit « troposphérique ». C'est 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 découle des émissions dues à l'activité humaine et son augmentation est observée globalement depuis le début de l'ère industrielle. L'Asie est un fort producteur d'émissions qui produisent de l'ozone dans l'air(3) 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 USA.

L'étude montre que l'ozone troposphérique sur la partie Ouest des USA a augmenté continuellement depuis le début des années 1980 (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 l'étude, une base de données a été établie à partir des mesures réalisées sur la période 1984-2008 par 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 sont ensuite filtrées (exclusion de celles marquées par une influence des émissions continentales américaines) et triées suivant les différentes trajectoires de masses d'air.

Du point de vue de la qualité de l'air, l'augmentation de la concentration moyenne d'ozone à grande échelle est inquiétante. Dans ce cas de migration, contrôler la croissance est bien plus difficile que de contrôler des concentrations régionales qui dépendent 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 USA.

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.

polluant

© Valérie Thouret

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.
Moyenne sur 1984-2008 des temps de résidence des particules au cours des 15 jours avant la mesure, dans toute la colonne troposphérique (b, c, et d) ou sous forme d'empreinte au sol (footprint), i.e. localisation des masses d'air ayant eu un altitude inférieure à 300 m au cours des 15 derniers jours (e, f, g). Les trois lignes correspondent à trois classes d'ozone différentes : 0-33% (b et e), 34-66% (c et f) et 67-99% (d et g).


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Notes :

(1) Agence américaine responsable de l'étude de l'océan et de l'atmosphère (National Oceanic and Atmospheric Administration)

(2) Le programme MOZAIC (Measurements of Ozone, Water Vapour, Carbon Monoxide, and Nitrogen Oxides by Airbus In-service Aircraft) est coordonné par des chercheurs du Laboratoire d'Aérologie de Toulouse (CNRS)
Consulter le site web

(3) L'ozone n'est pas directement produit par l'homme. C'est un polluant secondaire. Il est le résultat de réactions photochimiques (activées par le soleil) impliquant, entre autres, les émissions d'oxydes d'azote et de monoxyde de carbone.

Références :

Increasing springtime ozone mixing ratios in the free troposphere over western North America .
O. R. Cooper, D. D. Parrish, A. Stohl, M. Trainer, P. Nédélec, V. Thouret, J. P. Cammas, S. J. Oltmans, B. J. Johnson, D. Tarasick, T. Leblanc, I. S. McDermid, D. Jaffe, R. Gao, J. Stith, T. Ryerson, K. Aikin, T. Campos, A. Weinheimer et M. A. Avery.
Paru dans Nature 21 janvier 2010

Contacts :

Chercheur l Valérie Thouret l T 05 61 33 27 40 l valerie.thouret@aero.obs-mip.fr

Presse CNRS l Presse l T 01 44 96 51 51 l presse@cnrs-dir.fr

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