Le smog de la pollution de l'air à l'extérieur de Pékin, Chine, souligne la nécessité de mieux comprendre les sources de pollution atmosphérique pour améliorer la gestion et la politique de la qualité de l'air. Crédit :Amanda Fiore
La variation spatiale des différentes composantes de la pollution atmosphérique permet d'identifier des cibles possibles pour le contrôle de la pollution.
La modélisation des relations spatiales entre les principaux types de polluants atmosphériques a donné aux chercheurs de KAUST de nouvelles informations sur la façon dont ils se forment dans différentes régions et saisons, qui pourraient orienter les politiques de gestion de la pollution.
Chaque année, la pollution de l'air provoque des accidents vasculaires cérébraux, maladies pulmonaires et cardiaques, et les cancers du poumon, qui sont responsables de millions de morts dans le monde. Bien que la pollution de l'air se présente sous de nombreuses formes, le facteur principal est constitué de particules inférieures à 2,5 micromètres, ou 1/400thof de millimètre, qui contient généralement de la poussière et de la suie, ainsi que des niveaux importants de produits chimiques, tels que les sulfates et l'ammonium.
L'un des principaux générateurs de particules de 2,5 micromètres (PM2,5) est une réaction chimique qui transforme le soufre et l'azote gazeux - provenant en grande partie des gaz d'échappement des véhicules et des émissions d'usine - en sulfate plus gros et plus toxique, molécules de nitrate et d'ammonium. Étant donné que plus de la moitié des PM2,5 peuvent être constituées de ces produits chimiques « secondaires », la réduction des émissions de soufre et d'azote est considérée comme un moyen de réduire les niveaux de pollution atmosphérique.
Une approche polynomiale pour modéliser la relation entre les composants primaires et secondaires de la pollution atmosphérique révèle les moteurs atmosphériques de la pollution atmosphérique et les cibles possibles pour le contrôle de la pollution. Reproduit avec la permission de la référence. Crédit :John Wiley
Identifier précisément où se produisent les émissions nocives peut être difficile, notamment dans les régions en voie d'industrialisation. Les statisticiens de KAUST, Ying Sun et Wu Wang, ont appliqué une approche statistique sophistiquée pour trouver plus clairement les endroits où les moteurs de la pollution atmosphérique sont les plus forts et l'ont utilisée pour analyser le schéma des émissions en Chine.
"Les actions chimiques du dioxyde d'azote et du dioxyde de soufre avec l'ozone et l'ammoniac contribuent pour une part considérable au total des PM2,5 en Chine, " dit Wang. " La relation variant dans l'espace entre ces composants primaires et secondaires est généralement modélisée en estimant un paramètre de relation pour chaque emplacement. Cependant, cela demande beaucoup de calculs et produit des estimations approximatives et biaisées qui deviennent plus imprécises sur les bords de la carte. Notre méthode utilise un plus petit nombre d'emplacements d'ancrage et de fonctions polynomiales pour approximer les paramètres variant dans l'espace, ce qui réduit considérablement le temps de calcul."
Les méthodes précédentes estiment les paramètres spatialement variables pour chaque emplacement séparément et produisent souvent des distributions très variables, Et ainsi, ont offert un aperçu limité des moteurs atmosphériques régionaux de la production de pollution. Wang et Sun ont plutôt dérivé des fonctions variant en douceur à chaque emplacement d'ancrage en utilisant la contribution relative de tous les points de données de la région en utilisant une "pénalité" pour l'augmentation de la distance.
"Notre approche a trouvé des zones plus chaudes dans le centre de la Chine où l'azote a une contribution plus élevée aux PM2,5 totales en été, " dit Wang. " Le contrôle de l'azote dans ces zones est donc une stratégie réalisable pour réduire les PM2,5 totales. Cette approche pourrait être utile pour développer des stratégies de contrôle de la pollution et des politiques de santé publique. »
