Les processus qui créent une pollution par l'ozone en été peuvent également déclencher la formation de pollution atmosphérique en hiver, selon une nouvelle étude de chercheurs de l'Université du Colorado Boulder et de la NOAA, en partenariat avec l'Université de l'Utah. La découverte inattendue de l'équipe suggère que dans l'Ouest américain et ailleurs, certains efforts visant à réduire la pollution atmosphérique nocive en hiver pourraient se retourner contre eux.

Spécifiquement, cibler les oxydes d'azote émis par les voitures et les centrales électriques pourrait dans un premier temps augmenter la pollution atmosphérique nocive, les chercheurs ont rapporté dans leur nouvel article, aujourd'hui dans le journal Lettres de recherche géophysique .

"Cette idée est née de certaines des mesures les plus approfondies de la chimie derrière notre problème de pollution hivernale, " a déclaré John Lin de l'Université de l'Utah, professeur de sciences de l'atmosphère et co-auteur de l'étude.

"Ceci est contraire à ce qui est généralement supposé et suggère une nouvelle façon d'atténuer ce type de pollution à Salt Lake City, Denver et au-delà, " a déclaré Caroline Womack, un scientifique du CIRES travaillant au Laboratoire de recherche sur le système terrestre de la NOAA et auteur principal de l'étude.

Les réglementations et les technologies plus propres ont régulièrement amélioré la qualité de l'air aux États-Unis. Pourtant, les vallées des États occidentaux présentent encore des niveaux élevés de particules (PM2,5), ou des gouttelettes microscopiques en suspension dans l'air, pendant l'hiver. Dans la vallée urbaine du lac Salé de l'Utah, les niveaux hivernaux de PM2,5 dépassent les normes nationales de qualité de l'air en moyenne 18 jours par an. Denver a souvent le même problème en hiver, quand des nuages ​​bruns planent sur la ville.

L'aérosol de nitrate d'ammonium, qui se forme à partir des émissions d'oxydes d'azote, composés organiques volatils (COV), et l'ammoniac. Ces réactions se produisent lors des inversions de température hivernales, quand l'air chaud en altitude emprisonne l'air froid en dessous, concentrant les polluants.

Pour lutter contre la pollution hivernale aux PM2,5, les scientifiques avaient d'abord besoin d'une compréhension détaillée des processus chimiques qui le produisent. Ainsi en 2017, des chercheurs du Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) et de la NOAA en partenariat avec l'Université de l'Utah, le Département de la qualité de l'environnement de l'Utah, et d'autres pour mesurer les émissions de PM2,5 et de ses précurseurs sur plusieurs sites au sol dans et autour de la vallée du lac Salé, y compris un site au-dessus du bâtiment William Browning du College of Mines and Earth Sciences sur le campus U. En utilisant le NOAA Twin Otter, un petit avion de recherche instrumenté - l'équipe a également collecté des échantillons d'air dans toute la couche de pollution dans la région d'altitude critique où se forment les particules.

Sur la base des observations de la campagne de terrain, Womack, Lin et leurs collègues ont découvert que la pollution par les aérosols à l'ozone et au nitrate d'ammonium est étroitement liée, connecté par le paramètre inhabituellement nommé « oxygène total impair ». Étant donné que les mêmes processus chimiques qui forment la pollution par l'ozone en été produisent une pollution au nitrate d'ammonium en hiver, les stratégies qui ont contrôlé efficacement l'ozone pourraient également limiter la production de nitrate d'ammonium.

Dans les vallées occidentales avec des niveaux élevés d'aérosols de nitrate d'ammonium, les efforts d'atténuation ont eu tendance à se concentrer d'abord sur le contrôle d'une composante de la pollution :les oxydes d'azote provenant de la combustion de combustibles fossiles. Les chercheurs ont découvert que cette approche peut en fait augmenter la pollution par le nitrate d'ammonium, du moins au début. Un moyen potentiellement plus efficace de réduire la pollution par les PM2,5 serait de limiter les COV, selon la nouvelle évaluation.

« Personne n'avait examiné la pollution de l'air en hiver de cette manière auparavant. Nos résultats pourraient être vrais dans d'autres régions où la pollution par les aérosols hivernale est grave, y compris les vallées de montagne à travers l'ouest des États-Unis et les zones urbaines d'Asie de l'Est, et européennes, ", a déclaré Womack. La pollution aux PM2,5 est une cause majeure de décès prématuré dans le monde et, en plus d'affecter négativement la santé humaine, Les PM2,5 affectent également les rendements agricoles, visibilité et peut-être le climat de la Terre.

La prochaine étape pour l'équipe de recherche est une étude de suivi en cours de planification qui examinera la pollution atmosphérique hivernale dans tout l'ouest des États-Unis.