La plaine de Chine du Nord (NCP), l'une des régions les plus polluées au monde, est fréquemment engloutie par une forte brume pendant la saison froide, ce qui a suscité une large inquiétude du public en raison des effets néfastes sur la qualité de l'air, la visibilité atmosphérique et la santé humaine.

Des recherches antérieures ont montré que la topographie particulière autour du PCN favorise la pollution de l'air via des conditions météorologiques défavorables telles que la stagnation atmosphérique; cependant, notre compréhension des effets sur les processus physiques et chimiques atmosphériques et leurs interactions est encore limitée.

Le professeur Xin Huang et son groupe de recherche de l'Université de Nanjing, en Chine, ont exploré l'impact d'un terrain complexe sur l'occurrence et l'évolution de la pollution par la brume dans la région hautement polluée du NCP en intégrant des observations in situ et une modélisation météorologique-chimique. Ils ont découvert que le terrain complexe peut grandement améliorer la formation de brume secondaire en bloquant et en soulevant les polluants atmosphériques proches de la surface et en accélérant leur transformation chimique.

Pire encore, la brume épaisse en altitude peut encore intensifier l'interaction entre les aérosols et la couche limite planétaire (PBL) en chauffant l'air supérieur et en refroidissant la surface, ce qui conduit à plus d'air stagnant et forme une boucle de rétroaction positive. Ces interactions intensives induites par le terrain des processus physiques et chimiques des aérosols atmosphériques contribuent conjointement à la pollution par la brume relativement plus grave dans la région NCP. Les résultats ont été récemment publiés dans Atmospheric and Oceanic Science Letters .

"Lors des événements de brume, les villes situées à proximité du terrain complexe souffrent fréquemment d'une pollution sévère en raison de l'effet de blocage des montagnes. Cela conduit à une stagnation atmosphérique, qui favorise l'accumulation continue de polluants fraîchement émis près de la surface du sol", explique le professeur Huang. .

Considérant que les graves événements de pollution dans le nord de la Chine sont dans une large mesure dus à la formation d'aérosols secondaires, l'équipe a analysé plus en détail l'évolution de la pollution secondaire dans la masse d'air polluée soulevée. Ils ont découvert que le principal aérosol inorganique secondaire représentait plus de 70 % de la concentration en masse de particules fines lors d'un épisode de forte pollution.

"L'air supérieur présente toujours une capacité d'oxydation plus forte que la surface du sol, en particulier en hiver. Dans ce cas, les polluants primaires soulevés peuvent être facilement oxydés dans l'air supérieur, ce qui exacerbe la formation d'aérosols secondaires", explique le professeur Huang. "À terme, le mélange vertical et le dépôt de polluants secondaires conduiront davantage à l'aggravation de la pollution au sol."

Cette étude souligne également que l'effet du terrain sur la pollution peut s'accompagner d'interactions intenses aérosol-PBL. Pendant les journées polluées par le soulèvement, la stratification de la température dans la basse troposphère est considérablement modifiée.

Sur la base d'une modélisation couplée météorologie-chimie en ligne, les travaux de l'équipe indiquent en outre que le réchauffement de l'air supérieur induit par les aérosols et les effets d'obscurcissement de la surface stabilisent la stratification atmosphérique et entraînent une baisse d'environ 50 % de la hauteur des PBL, ce qui aggrave encore la pollution de l'air. .

En exposant le mécanisme sous-jacent à l'effet du terrain complexe sur la pollution dans la région de la plaine de Chine du Nord, cette recherche souligne l'importance d'un tel effet sur l'interaction intense entre les processus atmosphériques physiques et chimiques. Cela pourrait être un facteur crucial pour l'occurrence fréquente de la pollution de l'air dans les zones montagneuses et côtières à proximité d'une topographie complexe. + Explorer plus loin

La synergie des émissions anthropiques et des processus atmosphériques peut provoquer une forte brume dans le nord de la Chine