La brume brune qui recouvre parfois les zones urbaines situées dans les bassins de montagne est connue sous le nom de smog, mais ce n'est pas de la fumée ni du brouillard, comme son nom l'indique. C'est une combinaison de produits chimiques produits par l'interaction des émissions provenant de la combustion de combustibles fossiles et de la lumière du soleil. Contrairement au smog classique, le smog photochimique affecte les gens dans les climats chauds et ensoleillés, et bien qu'il n'ait pas produit de calamités de masse comparables au Grand Smog de 1952, il demeure dangereux.

Source du smog photochimique

La plus grande partie des émissions de combustibles fossiles qui produisent du smog photochimique provient des centrales électriques qui brûlent du charbon, du pétrole et du gaz naturel et des voitures et des camions qui brûlent de l'essence. Les principaux polluants dans ces émissions sont les oxydes d'azote et les composés organiques volatils, dont il existe plusieurs variétés. Les oxydes d'azote subissent une variété de réactions en présence de la lumière du soleil qui produit de l'ozone, qui est un produit chimique hautement corrosif. Dans la stratosphère supérieure, l'ozone effectue le travail bénéfique de filtrage de la lumière ultraviolette, mais près du sol, c'est un polluant. Il provoque des problèmes respiratoires et oculaires, endommage le caoutchouc et le plastique et retarde la croissance des plantes.

De l'oxyde d'azote à l'ozone

L'ozone dans le smog photochimique est le produit d'une série de réactions. Lorsque les COV émergent d'une cheminée ou d'un tuyau d'échappement, ils se combinent avec des molécules d'hydroxyde dans l'air pour former de l'eau et des molécules complexes qui, à leur tour, se combinent avec l'oxyde d'azote émis en même temps. La réaction produit du dioxyde d'azote qui donne au smog photochimique sa couleur jaunâtre. Le dioxyde d'azote se décompose à nouveau en oxyde d'azote à la lumière du soleil, mais cette dégradation produit un radical d'oxygène libre. Le radical hautement réactif se combine avec l'oxygène moléculaire dans l'air pour former de l'ozone.

Autres réactions

Les hydrocarbures présents dans les COV favorisent la formation d'ozone; ils se combinent avec des radicaux libres d'oxygène pour produire des molécules avec trois atomes d'oxygène appelés peroxydes. Les peroxydes se combinent avec des molécules d'oxygène pour produire de l'ozone, et ils réagissent également avec les oxydes d'azote pour produire du dioxyde d'azote. En plus d'alimenter davantage de réactions produisant de l'ozone, les molécules de dioxyde d'azote produisent également un autre polluant - les nitrates de peroxyacétyle ou PAN - lorsqu'ils réagissent avec les molécules d'hydrocarbures présentes dans les COV. Ce composant du smog photochimique est le plus responsable de l'irritation des yeux, et il est plus dommageable pour les plantes que l'ozone.

L'importance des couches d'inversion

Les villes dans lesquelles le smog photochimique pose problème situé dans les vallées ou près des chaînes de montagnes qui produisent des couches d'inversion de température. Dans des conditions atmosphériques normales, la température de l'air diminue avec l'altitude, ce qui permet à l'air plus chaud, ainsi qu'à ses polluants, de s'élever et de se disperser. Une couche d'inversion de température est une couverture d'air chaud qui empêche cette circulation naturelle. Les couches d'inversion se forment pour plusieurs raisons. Par exemple, dans les zones montagneuses, ils peuvent se former lorsque l'air frais de la montagne tombe, chauffant par compression comme il le fait. Certaines couches d'inversion se dispersent rapidement, mais d'autres sont plus stables et créent des conditions de smog dangereuses pendant des jours.