Revêtement des conduits de cheminée et des pots d'échappement diesel, le carbone noir laisse une empreinte de suie sur Terre. Mais comment suivre son parcours dans l'atmosphère ?

Les scientifiques du Pacific Northwest National Laboratory ont développé une technique de marquage informatique unique pour détecter l'influence des sources locales et non locales de suie sur la qualité de l'air régionale en Chine. Ils ont utilisé cette technique pour déterminer dans quelle mesure chaque source de suie, locale ou éloignée, a contribué au réchauffement atmosphérique au-dessus de la Chine. Chimie et physique de l'atmosphère publié la recherche.

Lorsqu'on brûle du bois ou du charbon, la suie est l'un des sous-produits. Bien que les particules de suie puissent être fines et poudreuses, ils peuvent avoir un effet important sur l'environnement. Les sources locales et non locales de suie ont des influences différentes sur le forçage radiatif, qui modifie le bilan énergétique de la Terre, dans sa région de destination. En Chine, par exemple, la qualité de l'air est mauvaise en raison d'une augmentation des minuscules particules atmosphériques résultant de la croissance urbaine et économique rapide de ces dernières années. Lorsque plus de voitures prennent la route ou que les gens utilisent plus d'appareils (alimentés par de l'électricité produite au charbon), plus de ces particules sont libérées dans l'atmosphère. Les scientifiques se demandent depuis longtemps quelle influence ces particules d'une région ont sur la qualité de l'air des régions voisines.

La réduction de la suie dans l'atmosphère est susceptible d'améliorer les changements de réchauffement atmosphérique et la qualité de l'air régional. Des études antérieures ont révélé que le chauffage domestique et l'industrie contribuent le plus à la suie en Chine. Cependant, un programme efficace pour réduire les impacts de la suie dans une région particulière nécessite de connaître la source de la suie, qu'elle provienne de la région, ou importés d'une autre région.

Les chercheurs du PNNL ont utilisé le Community Earth System Model pour simuler une représentation des particules d'aérosols atmosphériques et déterminer l'attribution à la source du noir de carbone, alias suie, et son forçage radiatif direct (contribuant au réchauffement atmosphérique) sur la Chine. Les chercheurs ont équipé le modèle d'une technique de marquage à la source de carbone noir, grâce auxquels ils peuvent suivre les particules de suie émises par diverses régions et/ou secteurs sources. Les scientifiques ont également saisi de nouveaux ensembles de données pour les années les plus récentes disponibles.

Dans les régions de Chine avec de fortes émissions de carbone noir, par exemple, le nord, Sud, et nord-est, les chercheurs ont découvert que les sources locales contribuaient principalement aux concentrations de carbone noir près de la surface. Les scientifiques ont également découvert que les sources non locales influençaient plus fortement le carbone noir sur le centre et l'ouest de la Chine. Pendant la saison de brume hivernale, plus de 50 pour cent du carbone noir près de la surface en Chine provient de la pollution dans le nord de la Chine, qui a contribué à plus de 90 pour cent au noir de carbone local et une quantité substantielle au sud, sud-ouest, et du centre-ouest de la Chine. Globalement, les sources locales représentaient 65% du réchauffement atmosphérique du noir de carbone au-dessus de la Chine, tandis que les sources extérieures ont contribué à 35 pour cent.

L'étude a également montré que la suie de la Chine ne reste pas à l'intérieur de ses frontières. Pollution de l'air en provenance de Chine, par transport sur l'océan Pacifique, représentaient 8 pour cent de la concentration de carbone noir et 29 pour cent de la charge totale de la colonne d'air de carbone noir dans l'ouest des États-Unis au printemps.

L'équipe de recherche a développé une technique de marquage à la source pour les particules de sulfate atmosphériques, également des composants de la pollution qui affectent le chauffage et le refroidissement radiatifs dans l'atmosphère. Les chercheurs utiliseront cette technique pour comprendre les attributions mondiales de source de sulfate et son effet sur le réchauffement et le refroidissement atmosphériques.