Une chaude journée d'été typique sur le lac Kunming dans le nord-ouest de Pékin (1er juillet, 2018). Le ciel serait bleu sans la pollution atmosphérique régionale qui fait grisonner le ciel. Crédit :Owen R. Cooper/CIRES et NOAA
En Chine, les gens respirent de l'air épais avec le polluant ozone nocif pour les poumons deux à six fois plus souvent que les gens aux États-Unis, L'Europe , Japon, ou la Corée du Sud, selon une nouvelle évaluation. D'une métrique (nombre total de jours avec des valeurs moyennes quotidiennes maximales d'ozone (moyenne sur 8 heures) supérieures à 70 ppb), la Chine a eu deux fois plus de jours de forte concentration d'ozone que le Japon et la Corée du Sud, trois fois plus que les États-Unis, et six fois plus qu'en Europe.
"Nous constatons que dans les régions urbaines les plus peuplées de l'est et du centre de la Chine, il y a plus de 60 jours dans une année civile avec des niveaux d'ozone de surface dépassant la norme nationale chinoise de qualité de l'air à l'ozone, " a déclaré Lin Zhang de l'Université de Pékin, auteur principal de l'étude dans le numéro actuel de Lettres sur les sciences et technologies de l'environnement .
"La Chine est devenue un point chaud de la pollution actuelle à l'ozone de surface, " a déclaré Owen Cooper, un co-auteur du document de recherche et un scientifique du CIRES travaillant dans la division des sciences chimiques de la NOAA. "L'exposition de l'homme et de la végétation en Chine est plus importante que dans d'autres régions développées du monde avec une surveillance complète de l'ozone."
De nombreux pays réglementent l'ozone en raison des dommages causés par le polluant aux plantes et aux personnes.
Aux Etats-Unis, par exemple, la norme sanitaire actuelle pour l'ozone troposphérique, établi par l'Agence de protection de l'environnement des États-Unis, est de 70 ppb (basé sur la moyenne quotidienne maximale de 8 heures). La norme nationale chinoise de qualité de l'air pour l'ozone est une moyenne quotidienne maximale de 8 heures supérieure à 160 microgrammes par mètre cube, équivalent à environ 80 ppb.
L'ozone troposphérique se forme le plus souvent lorsque des composés organiques volatils et des oxydes d'azote réagissent dans l'atmosphère en présence de la lumière du soleil. La combustion de combustibles fossiles et la combustion de biomasse (provenant du défrichement des cultures ou des incendies de forêt) sont des sources majeures de composés organiques volatils et d'oxydes d'azote. Depuis les années 1990, des contrôles plus stricts sur les émissions de ces ingrédients ont réduit la pollution par l'ozone dans de nombreuses villes européennes et américaines. Mais l'étendue de la pollution par l'ozone de surface en Chine n'a pas été largement reconnue, en partie parce qu'il y avait si peu de sites de surveillance chinois avant 2012, selon les chercheurs.
Comparaison d'une métrique d'ozone, NDGT70 (nombre total de jours avec une valeur moyenne quotidienne maximale de 8 heures supérieure à 70 ppb), entre la Chine et d'autres régions industrialisées -- Japon et Corée (JK), Europe (UE), et les États-Unis. Crédit :Lettres ES&T, CIRES
Pour cette étude, les chercheurs ont utilisé les données d'un réseau relativement nouveau de 1, 600 moniteurs d'ozone en Chine et une nouvelle base de données mondiale massive sur l'ozone pour quantifier les niveaux d'ozone en Chine et les comparer aux niveaux dans d'autres pays.
Le nouveau rapport montre que la Chine a des niveaux de pollution à l'ozone plus élevés que tous les pays dotés de moniteurs d'ozone, y compris les États-Unis, L'Europe , Japon, et la Corée du Sud. Chaque mesure de l'ozone examinée par les chercheurs a augmenté de manière continue en Chine au cours des cinq dernières années. "Nous avons trouvé les plus fortes augmentations de l'exposition à l'ozone dans l'est et le centre de la Chine, surtout dans les zones les plus peuplées. Ces résultats indiquent une sévérité croissante de l'exposition à l'ozone des humains et des cultures/écosystèmes à travers la Chine, " a déclaré Xiao Lu dans le groupe de Zhang, premier auteur de l'étude.
En réalité, les niveaux d'ozone actuels dans les grandes villes chinoises sont comparables aux niveaux américains dans les années 1980 et 1990. "Les niveaux d'ozone à Pékin aujourd'hui sont similaires à ceux de Los Angeles dans les années 1990, lorsque les contrôles des émissions commençaient tout juste à avoir un impact sur la réduction des niveaux d'ozone là-bas, " dit Cooper.
Défis hiver contre été
Depuis plusieurs années, la pollution par la brume hivernale a été la principale préoccupation du public en Chine et au centre de l'action du gouvernement sur la pollution de l'air, selon Zhang. Le gouvernement chinois a mis en place des mesures strictes de contrôle des émissions pour améliorer la qualité de l'air :Depuis 2013, le Plan d'action sur la prévention et le contrôle de la pollution atmosphérique a réduit la concentration de polluants atmosphériques primaires et de particules de 35 % en moyenne dans 74 grandes villes.
Zhang et Lu pensent que les effets nocifs de la pollution par l'ozone de surface sont beaucoup moins reconnus. « De nombreuses personnes en Chine ne réalisent pas que nous pouvons subir une grave pollution à l'ozone sous un ciel bleu typique les jours d'été. La gravité émergente de la pollution à l'ozone en Chine présente désormais un nouveau défi pour les stratégies de contrôle des émissions, " dit Zhang.
Tendances des niveaux d'ozone à la surface urbaine en Chine (rouge), Japon (violet), Europe (orange), et les États-Unis (bleu) de 1980 à 2017 pour une métrique d'ozone. Pour le Japon, l'UE, et les États-Unis, seuls les sites urbains avec des enregistrements depuis plus de 25 ans (1980-2014) sont inclus. Pour la Chine, des sites dans 74 grandes villes avec des observations continues de 2013 à 2017 sont inclus. L'encart montre les tendances de l'ozone à Pékin (rouge) et à Los Angeles (bleu). Notez que l'ozone à Pékin aujourd'hui est comparable à Los Angeles dans les années 1990. Crédit :ES&T Lettres/CIRES
L'ozone nuit aux cultures
Parce que l'ozone peut nuire aux plantes, y compris les cultures, les chercheurs ont également étudié le potentiel de dommages aux plantes induits par l'ozone en Chine. Une mesure de la végétation qu'ils ont examinée capture l'exposition à l'ozone accumulée dépassant un seuil au-dessus duquel la croissance des arbres ou le rendement des cultures devrait être réduit, au cours d'une saison de croissance typique de trois mois d'une culture.
En Chine, les valeurs de cette métrique étaient 1,4 à 2 fois plus élevées qu'au Japon, Corée du Sud, L'Europe , et les États-Unis. Des études réalisées avant 2010 sur quelques sites chinois ont conclu que la pollution par l'ozone réduisait déjà les rendements de blé de 6 à 15 %. "Et parce que les niveaux d'ozone en Chine ont augmenté depuis lors, nous nous attendrions à voir des pertes de récoltes encore plus importantes maintenant, " dit Cooper.
Rapport d'évaluation de l'ozone troposphérique
La base de données utilisée par les chercheurs dans cette analyse fait partie du rapport d'évaluation de l'ozone troposphérique (TOAR), une série d'évaluations mondiales de la pollution par l'ozone et de sa pertinence pour les personnes, les plantes, et le climat. Owen Cooper du CIRES préside le comité de pilotage du projet de recherche. "C'est exactement le genre d'évaluation de suivi que nous espérions que TOAR inspirerait, " il a dit.
Selon l'auteur principal Zhang, les scientifiques savent qu'il y a des niveaux élevés d'ozone en surface dans la Chine d'aujourd'hui; ce qu'ils ne savaient pas, c'était l'ampleur de la pollution par l'ozone de la Chine par rapport aux autres pays industrialisés, la fréquence, Humain, et l'exposition à la végétation. "Notre étude présente une comparaison si nouvelle en combinant les données chinoises sur l'ozone avec l'ensemble de données TOAR, " dit Zhang.
