De nouvelles méthodes de test et de simulation de la qualité de l'air devraient être envisagées afin d'aider les décideurs à mieux comprendre comment les émissions affectent les niveaux de pollution atmosphérique, de nouvelles recherches suggèrent.

Dans une revue publiée dans le Journal de l'Association de gestion de l'air et des déchets , les auteurs affirment que les systèmes actuels de modélisation de la qualité de l'air utilisés aux États-Unis pour effectuer des simulations afin de nous aider à comprendre comment les polluants réagissent dans l'atmosphère doivent trouver un équilibre entre des détails chimiques suffisants et des spéculations inutiles pour produire des résultats précis et contribuer à améliorer la qualité de l'air.

Le nouveau document fournit des recommandations sur la façon de produire des descriptions plus précises des réactions chimiques atmosphériques, et à leur tour des simulations de qualité de l'air, dans la lutte pour réduire les émissions dangereuses.

La production de pollution de l'air par les véhicules à moteur, centrales électriques industrielles, et les émissions de combustibles fossiles sont déterminées par des réactions chimiques complexes. Pour simuler avec précision la pollution de l'air, les modèles de qualité de l'air résolvent des ensembles d'équations qui décrivent mathématiquement les processus physiques et chimiques régulant le devenir des émissions dans l'atmosphère. L'auteur principal, le professeur William Stockwell de l'Université du Texas à El Paso, explique :des simulations précises des polluants atmosphériques nécessitent des descriptions à jour et précises des processus chimiques pour les régimes chimiques changeants de l'atmosphère et des contaminants émergents préoccupants.

Les chercheurs ont comparé les techniques actuelles utilisées pour décrire les réactions chimiques atmosphériques à des techniques plus historiques. Ils ont concentré leur comparaison sur les techniques utilisées dans un modèle tridimensionnel couramment utilisé par les agences environnementales pour simuler l'ozone, affaire particulière, et les concentrations d'acide atmosphérique, et élaborer des stratégies efficaces de réduction des émissions.

D'après la critique, le développement précoce (1970-2000) des techniques de description des réactions chimiques atmosphériques consistait à ajouter une réaction chimique une à une à la description mathématique, chacun suivi d'essais en laboratoire à l'aide d'une chambre environnementale, et comparer les simulations avec les résultats. "Nous considérons qu'il s'agit d'une approche "bottom-up", " dit Stockwell.

En comparaison, les techniques actuelles de description des réactions atmosphériques sont appelées approche « descendante » et impliquent d'abord de créer des descriptions mathématiques très complexes de réactions chimiques avant de les tester, puis de les simplifier pour leur utilisation dans un modèle de qualité de l'air.

Les chercheurs ont été à la fois surpris et inquiets de constater que l'approche descendante a été largement préconisée à l'exclusion de l'approche « ascendante » pour mettre à jour les descriptions de la chimie utilisée pour la modélisation de la qualité de l'air.

Stockwell soutient que commencer le développement de la description mathématique de la chimie avec un très grand nombre de réactions qui ne sont pas bien testées en laboratoire, peut ajouter une quantité inutile d'incertitude à la description de la chimie dans le modèle qui, à son tour, peut avoir un impact sur l'efficacité d'un modèle à simuler la pollution de l'air.

Au lieu, les chercheurs suggèrent que les modèles de qualité de l'air seraient plus précis si les descriptions des réactions chimiques atmosphériques étaient développées grâce à une combinaison de techniques ascendantes et descendantes, c'est à dire., ajouter une réaction ou un petit groupe de réactions à la description mathématique (technique ascendante), suivi d'un test par rapport à des descriptions mathématiques plus complexes (de haut en bas) et d'une simplification finale pour l'entrée du modèle de qualité de l'air.

Les chercheurs recommandent également qu'une plus grande attention soit accordée aux techniques alternatives pour produire les ensembles d'équations qui décrivent mathématiquement les processus chimiques pour la modélisation de la qualité de l'air, comme l'utilisation de systèmes informatiques et de modélisation de la qualité de l'air qui caractérisent mieux l'incertitude dans leurs simulations.