(a) PM2,5 concentration moyenne en 2013–20. La case rectangulaire indique la région NCP. (b) PM moyenne annuelle2,5 concentration et la contribution de ND sur le NCP. Les données d'origine ont été redressées. (c) Coefficient d'extinction atmosphérique (1980-2013) dérivé de la visibilité et des PM2,5 données de concentration (2013–20) de septembre à décembre sur le NCP à l'échelle sous-saisonnière. L'unité du coefficient d'extinction est le km −1 , et pour PM2,5 concentration c'est μg m −3 . R indique le coefficient de corrélation entre SO et ND avec P =0,02. Crédit :Lettres des sciences atmosphériques et océaniques (2022). DOI :10.1016/j.aosl.2022.100274
Une brume plane fréquemment sur la Chine, en particulier sur la plaine de Chine du Nord très peuplée pendant les mois d'automne et d'hiver. La concentration de particules de pollution de la brume (PM2,5 ) dans cette région a atteint plus du double de la norme nationale de qualité de l'air sécuritaire. Les scientifiques chinois ont approfondi les schémas de pollution par la brume et ont observé un phénomène de "bascule" à court terme en automne et au début de l'hiver, avec des niveaux de pollution élevés en septembre et octobre couplés à de faibles niveaux de brume en novembre et décembre, ou vice versa.
Les observations du chercheur, publiées récemment dans Atmospheric and Oceanic Science Letters , fournissent de nouvelles informations sur la variabilité sous-saisonnière de la qualité de l'air dans la plaine de Chine du Nord (NCP). L'étude implique également une nouvelle approche possible pour prédire la brume sur la région et éventuellement améliorer le contrôle de la qualité de l'air.
Des politiques de contrôle des émissions plus strictes ces dernières années ont atténué la brume sur le NCP, mais la moitié des villes les plus polluées sont toujours situées dans la région. La brume dans le NCP est plus fréquente et intense en automne et en hiver en raison des conditions météorologiques et de l'activité humaine. Bien que des études antérieures aient révélé des variations saisonnières et d'une année à l'autre de la pollution par la brume dans cette région, on en sait peu sur son comportement à des échelles de temps sous-saisonnières.
"Du point de vue de la qualité de l'air, les PM2,5 niveau dans les derniers mois de l'année est très important pour l'état de la qualité de l'air de l'année dans son ensemble », a déclaré Aijun Ding, professeur au Laboratoire international conjoint de recherche sur les sciences de l'atmosphère et du système terrestre à l'École des sciences atmosphériques de l'Université de Nanjing. , des prévisions à court terme de 1 à 2 mois de pollution de l'air sont souvent nécessaires."
Utilisation d'un ensemble de données de près de 40 ans de mesures de visibilité et de PM2,5 observations, les chercheurs ont observé un phénomène de "bascule" dans le comportement de la pollution par la brume :si les niveaux de pollution sont en baisse en septembre et octobre, la brume est généralement plus sévère en novembre et décembre. Les autres années, ils ont observé l'inverse :des niveaux de pollution élevés en septembre et octobre avec une brume plus faible au cours des deux derniers mois.
Les schémas de circulation atmosphérique régionaux et à grande échelle dans le NCP dictent que les mois où la qualité de l'air est médiocre présentent généralement une humidité relative plus élevée, des vitesses de vent proches de la surface plus faibles et d'autres conditions météorologiques qui permettent aux polluants atmosphériques de persister, entraînant une pollution accrue par la brume, mais le le phénomène de brume à bascule à court terme ou sous-saisonnier s'écarte de ce schéma.
Pour découvrir pourquoi ils voyaient l'inversion brutale de la circulation, les chercheurs ont mené des analyses composites pendant un certain nombre d'années où l'effet de la pollution par la brume en dents de scie était frappant.
Ils ont découvert que le phénomène n'est pas lié à des processus à long terme, mais à des changements soudains dans le mouvement de l'atmosphère, qui est régulé par un schéma atmosphérique à grande échelle provenant de températures anormales à la surface de la mer dans l'océan Atlantique Nord.
La relation en dents de scie fournit un meilleur aperçu de la prédiction de la variabilité de la brume à plusieurs échelles, ainsi que de la possibilité d'une atténuation efficace à court terme de la brume pour atteindre les objectifs annuels de qualité de l'air en Chine.
« L'hiver est la saison où la pollution par la brume est la plus grave dans l'est de la Chine, et c'est la seule chance pour les villes de mener des mesures de qualité de l'air intensifiées pour atteindre leurs objectifs annuels de qualité de l'air », a déclaré Ding. "Les conclusions de cet article fournissent un moyen simple et potentiellement réalisable d'atteindre cet objectif."
Les obstacles à venir incluent l'analyse des interactions physiques et chimiques de la pollution par la brume à une échelle sous-saisonnière, a déclaré Ding. D'autres études comprendront des simulations numériques de modèles mondiaux de chimie du climat qui intègrent les processus océaniques. Les chercheurs utiliseront ces modèles pour mieux comprendre comment les changements atmosphériques graduels sont affectés par les interactions mer-air et peuvent influencer la brume sous-saisonnière.
"Notre objectif ultime est de comprendre de manière globale l'impact climatique sur la pollution par la brume d'un point de vue multi-échelle, et de fournir un soutien plus scientifique pour une gestion efficace de la qualité de l'air", a déclaré Ding. Les scientifiques découvrent que le terrain complexe aggrave la formation de brume et ses réactions météorologiques