Les habitants de New Delhi et des régions voisines fortement polluées du nord de l'Inde ont désormais accès à des prévisions sur la qualité de l'air qui fournissent des informations essentielles pour réduire leur exposition à un air potentiellement malsain.

Le nouveau système de prévision, développé par le Centre national de recherche atmosphérique (NCAR) en collaboration avec l'Institut indien de météorologie tropicale (IITM) à Pune a commencé à fournir des prévisions de 72 heures sur les particules fines, connu sous le nom de PM2,5. Ces minuscules particules en suspension dans l'air, 2,5 microns ou moins de diamètre, sont une préoccupation majeure car ils sont suffisamment petits pour pénétrer profondément dans les poumons ou même la circulation sanguine, pouvant causer des problèmes respiratoires et cardiaques importants.

La pollution de l'air peut devenir si extrême dans des conditions météorologiques hivernales typiques que les autorités de New Delhi ont fermé des écoles et restreint la circulation les jours très pollués. Le gouvernement indien a également formulé un plan d'action de réponse graduelle pour imposer des contrôles temporaires aux industries, la production d'énergie, et des activités de construction pour éviter de graves épisodes de pollution atmosphérique.

« En développant ce système de prévision, nous nous efforçons de fournir au public des informations opportunes et précises sur les prochains épisodes de mauvaise qualité de l'air, " a déclaré Rajesh Kumar de NCAR, le scientifique principal du projet. "Il est essentiel d'informer les gens afin qu'ils puissent planifier à l'avance pour réduire leur exposition aux polluants atmosphériques qui peuvent affecter leur santé."

Le système utilise des mesures de polluants, modélisation informatique, et techniques statistiques. Il met à jour les prévisions toutes les 24 heures.

Les résultats préliminaires indiquent qu'il prédit avec précision la variabilité quotidienne des PM2,5, avertir à l'avance les autorités et les résidents d'une qualité de l'air inhabituellement mauvaise. Il ne capte pas toujours les niveaux précis du polluant, mais Kumar pense qu'ils peuvent améliorer le système de prévision pour mieux prédire cela.

La technologie, que les scientifiques affineront au cours d'un projet de recherche de deux ans en Inde, peut éventuellement être adapté pour fournir des prévisions de qualité de l'air dans d'autres zones polluées dans les pays en développement, ainsi qu'aux États-Unis.

Le ministère des Sciences de la Terre en Inde finance le projet.

Une menace sanitaire et économique majeure

New Delhi se classe parmi les villes les plus polluées au monde, selon l'Organisation mondiale de la santé. Il souffre de niveaux particulièrement élevés de PM2,5, une menace majeure pour la santé humaine et l'activité économique dans une grande partie de l'Inde et de nombreuses régions du monde en développement.

Les particules fines sont émises par de nombreuses sources, y compris les feux agricoles, véhicules à moteur, et cheminées. Les jours où les concentrations atmosphériques de PM2,5 à New Delhi atteignent plusieurs fois le niveau considéré comme malsain, une exposition prolongée à la brume toxique équivaut à fumer deux paquets de cigarettes par jour. Lors d'un épisode de pollution particulièrement sévère en 2017, le ministre en chef de l'État de Delhi a tweeté :"Delhi est devenue une chambre à gaz".

Une étude récente en Lancette ont découvert que les particules fines et autres polluants pouvaient avoir causé plus d'un million de décès en Inde en 2017.

Les responsables indiens se sont tournés vers les prévisions de la qualité de l'air dans le passé qui s'appuyaient sur la modélisation informatique des conditions atmosphériques de base. Mais les prévisions n'étaient pas fiables car elles n'incluaient pas de mesures atmosphériques détaillées ou d'inventaires précis des émissions, ils n'ont pas non plus capturé correctement certains des processus atmosphériques qui produisent des particules.

Le nouveau système tente de remédier à ces limitations en incorporant des mesures par satellite des particules dans l'atmosphère et des émissions en temps quasi réel des incendies majeurs associés à la combustion des résidus de récolte en amont de Delhi. Il s'appuie également sur les inventaires des émissions des transports, industrie, et d'autres activités humaines. Ces informations sont introduites dans un modèle de chimie atmosphérique avancé basé sur le NCAR connu sous le nom de WRF-Chem (la composante chimique du modèle de recherche et de prévision météorologiques).

Les scientifiques du NCAR développent un système statistique spécialisé pour combiner les observations et les résultats de WRF-Chem, améliorer encore la précision des prévisions de PM2,5 et permettre aux scientifiques de quantifier de manière fiable les incertitudes dans les prévisions. En outre, L'IITM mène de vastes campagnes sur le terrain et surveille la qualité de l'air afin de mieux comprendre les processus qui influencent la formation et le mouvement des particules dans l'atmosphère de New Delhi.

Kumar et ses collègues développent également des techniques pour garantir que le système prédit avec précision les pics de PM2,5 liés à des événements spéciaux, comme le festival annuel des lumières de Diwali qui est célébré avec des bougies et des feux d'artifice.

La qualité de l'air étant une préoccupation urgente dans une grande partie du globe, l'équipe de recherche étudie des approches de prévision similaires aux États-Unis et dans d'autres pays en développement très pollués. Ce travail se déroule sous l'égide d'un nouveau projet international appelé Monitoring, Une analyse, et Prévision de la qualité de l'air (MAP-AQ), dirigé par Kumar et par Guy Brasseur, directeur du laboratoire d'observations et de modélisation de la chimie atmosphérique du NCAR.

"Les leçons que nous apprenons aux États-Unis sont très utiles en Inde, et vice versa, " Kumar a déclaré. "Cette recherche peut conduire à des systèmes de prévision précis dans de nombreuses régions, permettant à des millions de résidents vulnérables de prendre les mesures nécessaires pour limiter leur exposition. »