La température et le vent sont souvent inclus dans les cartes de la qualité de l'air qui affichent des informations sur les polluants en temps réel. Mais pourquoi ces facteurs environnementaux sont-ils répertoriés et quel est leur impact sur la qualité de l'air ?
Voici un aperçu de la manière dont le vent et la température interagissent avec les polluants pour influer sur la qualité de l'air.
Comment le vent affecte-t-il la pollution de l'air ?
Le vent peut contribuer à la dispersion des polluants. Lorsque les polluants s'attardent au-dessus d'une région, le vent peut les disperser en dehors de la région et réduire les concentrations de polluants plus intenses dans une région donnée[1]. Il peut également souffler les polluants loin de leur source, comme cela s'est produit lorsque la fumée des incendies de forêt dans l'ouest des États-Unis a envoyé des particules polluantes jusqu'en Europe occidentale.
Cependant, la géographie peut parfois constituer un défi pour le vent dans la dispersion des polluants. Les polluants peuvent ne pas être poussés hors des vallées si les vents dominants ne peuvent pas s'élever au-dessus des chaînes de montagnes. Dans ce cas, les polluants peuvent s'accumuler en plus fortes concentrations au pied de la montagne - ou pire, créer un effet de "cheminée de la vallée montagneuse".
Une étude réalisée en 2009 dans la revue Journal of Geophysical Research : Atmospheres a montré que les brises des vallées montagneuses ont joué un rôle dans la création d'une deuxième couche de pollution à Pékin, en Chine[2].
Les brises des vallées montagneuses soufflant principalement vers le sud rassemblent les polluants de surface de la ville, s'écoulent le long de la face des montagnes et créent une deuxième couche de pollution élevée qui s'écoule en direction du nord au-dessus de la ville. Les polluants de cette couche peuvent remonter à la surface et affecter les habitants une seconde fois.
Dilution et coagulation de la pluie
La pluie peut contribuer à diluer les fortes concentrations de polluants atmosphériques. Étant donné que les particules grossières (PM10), comme la poussière, la saleté et le pollen, sont plus grosses et plus lourdes que les autres particules, la pluie peut aider les PM10 à se déposer au sol plus rapidement que les particules fines plus petites (PM2,5).[3]
La pluie est moins efficace pour diluer les PM2.5. Des chercheurs de Lanzhou, Chine a mesuré l'impact de la pluie sur les concentrations de PM10, PM2,5 et PM1 dans l'air entre 2005 et 2007[4]. Des pluies extrêmement fortes peuvent réduire légèrement les particules polluantes les plus grosses, mais n'ont pratiquement aucun effet sur les particules inférieures à 2,5 microns.
En tombant, les gouttes de pluie peuvent également attirer les particules polluantes aérosolisées dans le cadre d'un processus appelé coagulation. Dans un article publié dans Chimie et physique de l'atmosphère en 2015, les chercheurs ont constaté que plus les gouttelettes sont petites, plus il est facile pour l'eau d'attirer les aérosols[5], et qu'une faible humidité relative contribue également à ce processus.
Si la source de la pollution atmosphérique est un incendie de forêt, une forte pluie peut également contribuer à éteindre les incendies et à mettre fin aux émissions de fumée.
Les journées chaudes et ensoleillées peuvent créer une brume d'ozone
La chaleur estivale peut être à l'origine de la brume, un phénomène semblable à un brouillard que l'on retrouve le plus souvent dans les zones urbaines. Mais au lieu d'être composée de minuscules gouttelettes d'eau comme le brouillard, la brume estivale est en fait constituée d'ozone troposphérique. ozoneou du smog.
Quand oxydes d'azote et les composés organiques volatils (COV) émis par la combustion - souvent des véhicules - interagissent avec la lumière du soleil, la réaction crée de l'ozone.
L'ozone est moins fréquent en cas d'humidité élevée, de pluie, de vent ou de températures plus fraîches[6].
Le temps chaud étant un facteur important dans la création d'ozone, les villes célèbres pour leur ensoleillement, telles que Los Angeles peuvent être confrontées à des journées de smog intense. Par conséquent, certaines villes comme Bogota, Colombie; Paris, Franceet la ville de Mexico, Mexico ont limité l'accès des voitures dans les villes afin de réduire le smog[7].
Comment les vagues de chaleur conduisent à la fumée
Le temps ensoleillé et les températures élevées peuvent avoir un impact négatif supplémentaire sur la qualité de l'air. Lorsque les températures élevées dépassent les normes et durent longtemps, les vagues de chaleur qui en résultent peuvent créer des conditions dangereuses pour la qualité de l'air.
Les vagues de chaleur peuvent alimenter les incendies de forêt. En Colombie-Britannique, Canada en juin et juillet 2021, une chaleur intense atteignant 121,2 degrés a provoqué un dessèchement extrême de la végétation au sol. Lorsqu'un orage violent a traversé la région, 29 000 éclairs ont contribué à la propagation rapide de 62 incendies de forêt dans la province[8,9].
Le village de Lyttonconnu pour ses températures habituellement élevées et son climat sec selon les normes canadiennes, a été détruit par l'un des incendies. 1 000 personnes ont été évacuées et deux personnes sont décédées.
Les incendies de forêt génèrent à leur tour de la fumée et des PM2.5 qui peuvent dériver jusqu'à la surface de la terre. des milliers de kilomètres de leur source lorsqu'elles sont transportées par les vents dominants. Par exemple, la fumée de 26 000 incendies de forêt individuels peut être transportée par les vents dominants jusqu'à des milliers de kilomètres de leur source. feux de forêt en Amazonie d'Amazonie en 2019 pourrait être détectée à 11 000 miles de distance en Papouasie-Nouvelle-Guinée et l'Australie.
Inversions de température
En matière de pollution, les températures chaudes ne sont pas la seule préoccupation. Certains des pires jours de pollution au monde peuvent coïncider avec l'hiver, en particulier lorsqu'une région est sujette à des inversions de température.
Les inversions de température ou thermiques peuvent se produire au-dessus des villes ou des vallées montagneuses lorsque de l'air chaud se forme au-dessus de l'air plus frais au sol. L'inversion de température plafonne et piège la pollution dans une zone, l'empêchant de se disperser vers d'autres endroits.
Les inversions peuvent également être influencées par la circulation induite par les îlots de chaleur dans les zones urbaines. L'effet d'îlot de chaleur se produit lorsque les bâtiments, les routes et les infrastructures urbaines absorbent davantage la chaleur que les arbres et les plans d'eau environnants. Les températures sont alors plus élevées dans les zones urbaines que dans les zones périphériques plus vertes.
Selon des études réalisées en 2014 et 2015 dans le Journal of Applied Meteorology and ClimatologySi la zone urbaine se trouve dans une vallée, la circulation de l'air est compliquée par la chaleur urbaine et les faibles possibilités de ventilation pour disperser les polluants hors de l'île.
Les villes situées dans des vallées ou à proximité de chaînes de montagnes telles que Salt Lake CityLos Angeles, Denveret Mexico peuvent être soumises à une forte pollution en raison des inversions de température[12,13,14,15].
Températures hivernales
Les températures froides obligent souvent les gens à recourir à la combustion pour chauffer leurs maisons. Les feux de cuisine et de combustible peuvent entraîner des jours de pollution extrêmement importante par les particules pour les personnes qui brûlent du bois, du charbon et du fumier à bas prix.
Au cours de l'hiver 2020-2021, les choix de combustibles en hiver ont entraîné des conditions de qualité de l'air dangereuses pour les citadins de l'UE. Mongolie, d'Afghanistan et du Kirghizistan en Asie centrale.
Pendant l'hiver, toute maison dotée d'un cheminée à bois ou un brûleur à bois peut être une source de pollution de l'air intérieur et extérieur. Cependant, une étude récente met en garde contre le fait que les poêles à bois peuvent constituer une menace pour la qualité de l'air intérieur, en triplant la quantité de pollution de l'air à l'intérieur d'une maison[16].
Une étude réalisée en 2020 et publiée dans Atmosphère a examiné l'utilisation de brûleurs à bois dans le Yorkshire du Sud, en Angleterre[17]. L'étude a conclu que lorsque les brûleurs étaient allumés, les niveaux moyens de particules passaient de 27 microgrammes par mètre cube (μg/m3) à 195 μg/m3.
L'indice de qualité de l'air américain considère que 195 μg/m3 est " très malsain ".
Illustration: Indice de qualité de l'air des États-Unis. Source : IQAir et U.S. EPA : IQAir et U.S. EPA
Ce qu'il faut retenir
La pollution atmosphérique et les conditions météorologiques, le vent et la température interagissent pour améliorer ou, trop souvent, détériorer la qualité de l'air.
Connaître les conditions environnementales et leur interaction avec la pollution atmosphérique peut aider à mieux comprendre ce qui contribue à la mauvaise qualité de l'air.
