Vous avez peut-être vu les photos avant-après frappantes :des villes auparavant recouvertes d'un épais brouillard de pollution atmosphérique arborant désormais un ciel clair, alors que les commandes de séjour à domicile COVID-19 mettent un terme au trafic automobile et à l'industrie.

Mais la question de l'amélioration de la qualité de l'air n'est pas aussi simple que les photos le suggèrent, dit Paul Wennberg de Caltech, le professeur R. Stanton Avery de chimie atmosphérique et de sciences et ingénierie de l'environnement. Wennberg, un chimiste atmosphérique et géochimiste environnemental, étudie l'influence de l'activité humaine sur l'atmosphère globale.

Nous avons discuté avec Wennberg by Zoom pour avoir son point de vue sur ce que nous pouvons apprendre en observant l'impact de COVID-19 sur la pollution de l'air, et pourquoi nous ne voyons pas les mêmes effets dramatiques dans la région de Los Angeles qui ont été observés ailleurs dans le monde.

Pouvez-vous décrire les effets sur l'environnement qui ont été attribués aux ordonnances de séjour à domicile COVID-19 ?

Cela dépend vraiment de l'endroit où vous êtes. Nous avons constaté des baisses substantielles des niveaux de pollution atmosphérique, comme l'indiquent les niveaux de dioxyde d'azote (NO2), d'abord en Chine, puis en Europe et en Amérique du Nord. Mais il y a beaucoup de nuances dans la façon dont vous interprétez ces observations car elles sont très sensibles à des choses comme la météo.

Par exemple, Los Angeles a connu une période très pluvieuse suite au début des commandes à domicile, et la pluie aide à purifier l'air en éliminant une grande partie des polluants solubles tels que les aérosols et les particules. Les liens entre la réduction des émissions et l'amélioration de la qualité de l'air sont beaucoup plus faciles à établir dans des endroits comme l'Inde et la Chine que dans un endroit comme Los Angeles.

Pourquoi donc?

Les gens ne s'en rendent parfois pas compte, mais à Los Angeles, on pense que les voitures ne contribuent qu'à une petite fraction de la pollution de l'air. Par rapport aux décennies passées, les voitures sont devenues incroyablement propres. Nous prévoyons que la réduction du trafic automobile a réduit les émissions des principaux polluants d'environ 10 %, ce qui est substantiel, mais assez petit dans l'ensemble. Ces jours, Les émissions de NOx [oxyde d'azote] à Los Angeles proviennent principalement des camions et autres moteurs diesel. Si tu sors sur l'autoroute maintenant, vous verrez qu'il y a encore plein de camions.

Et ailleurs dans le monde ?

Dans d'autres endroits, le lien entre la réduction du trafic liée au COVID-19 et une réduction de la pollution de l'air est plus facile à établir. En Europe, il y a beaucoup plus de voitures diesel, qui émettent beaucoup de NOx. Les retirer de la route a eu un impact beaucoup plus notable.

En Inde, il y a eu une réduction substantielle de la demande d'électricité - une baisse de 26 % en seulement 10 jours - alors ils arrêtent les centrales au charbon, ce qui conduit également à un air plus pur. Vous pouvez comparer cela avec la Californie, où la consommation d'électricité est en baisse, mais pas tant que ça. Nous sommes peut-être en baisse de 5 à 10 pour cent. Nous sommes tous chez nous ici, mais nous sommes toujours en ligne, en utilisant nos ordinateurs. Beaucoup d'activités qui nécessitent de l'électricité n'ont tout simplement pas changé comme elles l'auraient fait dans un endroit comme l'Inde ou la Chine, où le secteur manufacturier est si dominant.

Les conditions météorologiques mondiales finiront-elles par avoir un effet d'homogénéisation, provoquant un air plus pur partout?

Dans une mesure. Nous prévoyons de voir les niveaux de fond d'ozone dans l'atmosphère diminuer de manière plus globale, Ce qui est une bonne chose. Mais beaucoup de particules ne voyagent pas loin, donc la réponse de l'environnement à cela va encore être assez localisée.

Quel impact les changements de la qualité de l'air auront-ils sur la formation des nuages ​​?

Deux aspects de cette situation sont suivis. Nous nous intéressons à quantifier le rôle des avions dans la production de cirrus à haute altitude, qui se trouve au-dessus de 16, 500 pieds et réchauffer la terre. Des études réalisées après le 11 septembre ont tenté de déterminer cela en utilisant le manque d'avions la semaine suivant l'attaque, et ces études suggèrent que la création de cirrus représente peut-être la moitié de l'impact climatique total de l'aviation, piégeant la chaleur et contribuant au réchauffement climatique.

Le nombre de vols dans le monde ayant diminué d'environ deux tiers de fin février à fin mars, nous voyons l'effet du 11 septembre à l'échelle mondiale. Ce sera beaucoup plus facile à interpréter car il persiste longtemps, et parce que cela varie selon les régions. Pour la plupart, les voyages en avion ont d'abord diminué en Chine, puis en Europe, puis aux États-Unis. On peut supposer que le retour à l'aviation sera également hétérogène, permettant d'essayer de démêler les effets locaux des effets des avions eux-mêmes.

Nous nous intéressons également aux nuages ​​de basse altitude, qui se produisent en dessous de 6, 500 pieds. Chaque goutte de nuage a, en son coeur, une particule préexistante dans l'atmosphère, il a donc été suggéré que la pollution par les aérosols a entraîné des changements dans la nébulosité, et que cela a été une composante importante du forçage climatique. Les nuages ​​peuvent piéger la chaleur, réchauffer la terre. La réduction de la pollution par les aérosols associée à la situation du COVID-19 devrait fournir un très, test très utile de ces théories qui sont difficiles à évaluer par d'autres moyens, parce qu'effectivement, le climat et l'histoire de la pollution ont co-évolué pendant 50 ans.

Quelles autres opportunités de recherche cela représente-t-il ?

Juste avant que cela n'arrive, nous avions soumis une proposition à la National Science Foundation pour étudier à quoi ressembleraient Los Angeles et les États-Unis, du point de vue de la qualité de l'air, si nous n'avions plus de véhicules émetteurs. Maintenant, nous avons une meilleure idée basée sur des données concrètes. En tant que projet parallèle à cette proposition, le Resnick Sustainability Institute et le Ronald et Maxine Linde Center for Global Environmental Science ont commandé une station de qualité de l'air pour le campus, et il a été assemblé par l'un de mes collaborateurs, John Crounse [Ph.D. '11], en janvier et février, juste à temps pour commencer à observer cela.

Quels autres outils seront utiles pour analyser cela?

À l'heure actuelle, nous ne sommes pas en mesure d'avoir accès à une grande partie des ressources scientifiques nationales que vous utiliseriez pour suivre la qualité de l'air. Normalement, tu peux dire, "Allons prendre cet avion de la National Science Foundation et allons survoler et jeter un coup d'œil et voir ce qui se passe." Maintenant, ces avions sont cloués au sol.

Cependant, nous avons un certain nombre d'instruments de télédétection, comme les Observatoires Orbitants du Carbone, OCO-2 et OCO-3. La plupart des images que vous verrez dans le journal et sur Twitter proviennent d'un instrument néerlandais appelé Tropomi, qui est un capteur qui a été lancé il y a quelques années à peine et qui cartographie un certain nombre de critères de polluants, comme on les appelle, de l'espace à une résolution assez élevée. En outre, il y a quelques autres instruments JPL [JPL est géré par Caltech pour la NASA] qui suivent les changements dans, par exemple, pollution au monoxyde de carbone.

Est-ce que cela va avoir un impact à long terme, ou la pollution de l'air va-t-elle simplement revenir à ce qu'elle était lorsque les ordonnances de séjour à domicile augmenteront ?

C'est en fait plus une question sociale qu'environnementale. Une fois que vous redémarrez les activités qui causent la pollution de l'air, ça va revenir en rugissant. Mais il y a des endroits qui ont historiquement eu une très mauvaise pollution de l'air et une grande partie de la population n'a jamais vraiment connu un air pur. Soudain, ils en font l'expérience, et je ne peux pas croire que cela n'aura pas d'effet. Les gens auront vu quelque chose de différent, et je ne serais pas surpris qu'ils l'exigent ensuite. Nous avons montré aux États-Unis que vous pouvez avoir à la fois une bonne qualité de l'air et une activité économique substantielle. Je pense que les gens n'ont pas vécu cela dans le reste du monde.

Quelle est la prochaine?

La météo printanière à Los Angeles est très variable, ce qui complique l'interprétation des données sur la qualité de l'air que nous recueillons actuellement. Si les commandes de séjour à domicile se poursuivent pendant l'été - et espérons qu'elles ne le seront pas - nous aurons une bien meilleure réponse à la question scientifique de ce qui se passe lorsque vous réduisez le trafic automobile par un facteur de deux, ou trois, ou quatre, ou tout ce que nous avons fait.

Du point de vue du changement climatique, c'est comme si nous menions une expérience mondiale de plusieurs siècles en ajoutant lentement de plus en plus de dioxyde de carbone et de pollution particulaire dans l'atmosphère. Notre connaissance des impacts de ces émissions est remise en cause par le manque de données historiques. Mais maintenant, nous avons fait l'inverse, en particulier pour la pollution particulaire, d'une manière très dramatique et directe, et à un moment où nous avons de meilleurs outils pour le comprendre. Voir comment cela se passe devrait être un peu plus simple.