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Dans l'atmosphère terrestre, nous trouvons des gaz à courte et à longue durée de vie.

Les phénomènes de la qualité de l'air et du climat sont liés aux gaz atmosphériques et à la durée de vie d'une molécule. Cela donne une indication du temps nécessaire pour qu'une molécule soit transformée en une autre substance par des réactions chimiques dans l'atmosphère.

La lumière du soleil joue très souvent un rôle important dans ce processus. De nombreuses réactions chimiques dans l'atmosphère ont lieu sous l'influence du soleil.

Gaz à courte durée de vie (secondes, heures) = qualité de l'air

Si une substance a une durée de vie courte (de quelques secondes à quelques heures), elle n'a pas la possibilité de se transporter loin de sa source d'émission.

Cela signifie que nous observons les gaz à courte durée de vie à proximité de leur source d'émission (par exemple, usine industrielle, feu de forêt, ...), ce qui nous permet de détecter très facilement les points chauds d'émission.

Exemples de gaz ayant une grande importance pour la qualité de l'air:

Gaz à plus longue durée de vie (semaines, mois, années) = climat

Les gaz à plus longue durée de vie (semaines, mois, années) ont plus de temps pour être transportés sur de longues distances (jusqu'à des centaines de kilomètres) et éventuellement à des altitudes plus élevées avant de réagir chimiquement avec d'autres substances dans l'atmosphère.

Cela signifie qu'ils sont beaucoup plus mélangés dans l'atmosphère. Si nous observons un certain gaz à longue durée de vie quelque part, nous ne pouvons pas simplement dire qu'il a été émis à cet endroit. Il est possible qu'il ait été transporté sur le site d'observation depuis de plus longues distances.

Exemples de gaz ayant une grande importance pour le climat:

  • Dioxyde de carbone - CO2
  • Méthane - CH4
  • Vapeur d'eau - H2O
  • Chlorofluorocarbones - CFCs
  • Hexafluorure de soufre - SF6
  • Chlorofluorocarbones à hydrogène - HCFC
  • Ozone troposphérique - O3

La qualité de l'air et le climat sont liés par des réactions chimiques

D'une manière générale, les gaz à courte durée de vie concernent principalement la qualité de l'air et les gaz à longue durée de vie concernent davantage le climat, mais il existe un lien très fort entre les deux phénomènes.

Nombre de ces substances affectent à la fois la qualité de l'air et le climat.

En effet, un gaz est transformé en un autre par toutes sortes de réactions chimiques complexes. Souvent, le produit final d'une chaîne chimique très complexe est une série de gaz à courte durée de vie qui donne finalement un gaz à longue durée de vie.

Exemples de chimie atmosphérique complexe :

  • Un rayonnement solaire plus intense entraîne une augmentation du smog d'ozone dans l'air et les plantes et les arbres émettent davantage d'hydrocarbures volatils, ce qui a une incidence sur la formation de la poussière et de l'ozone troposphérique. Avec l'augmentation des épisodes de chaleur due au réchauffement climatique, les gens se refroidissent davantage, consomment plus d'énergie et rejettent davantage de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques dans l'atmosphère.
  • Tous les types de particules peuvent réfléchir la lumière du soleil dans une plus ou moins grande mesure, provoquant un refroidissement ou un réchauffement.  La suie, par exemple, absorbe les radiations. Lorsque les particules de suie se retrouvent sur une couche de neige, le rayonnement solaire est moins réfléchi, ce qui contribue au réchauffement de la planète.  Les particules de soufre réfléchissent le rayonnement et ont un effet de refroidissement.

Réduire les émissions de polluants climatiques à courte durée de vie

Il peut être intéressant pour les décideurs politiques d'accorder une attention particulière à la réduction des émissions de molécules qui polluent l'air et ont un effet de serre, les "polluants climatiques à court terme".

Il s'agit par exemple de

  • méthane
  • l'ozone
  • la suie (carbone noir)
  • Hydrofluorocarbures halogénés (HCFC)

En raison de la durée de vie relativement courte de nombre de ces substances, les mesures prennent effet rapidement. La lutte contre ces substances contribuera à la fois à améliorer la qualité de l'air et à réduire la vitesse du changement climatique.

Regardez la suite :
Animation vidéo expliquant les liens entre la pollution atmosphérique et le changement climatique

Les gaz à courte durée de vie sont observés à proximité de leur source d'émission. La principale source de NO2 est d'origine humaine: le NO2 est principalement causé par les émissions des voitures, des bateaux, des avions et dans les processus industriels et les centrales électriques.
Les feux de forêt peuvent être responsables de l'émission de grandes quantités de formaldéhyde, de glyoxal et d'autres espèces dans un laps de temps relativement court. L'instrument satellitaire TROPOMI a observé des quantités sans précédent de HCHO et de CHOCHO émises lors des feux de forêt australiens de 2019-2020, puis lors des feux de forêt californiens de septembre 2020.
Le monoxyde de carbone, CO, est un gaz à longue durée de vie (des semaines à des mois avant qu'il ne se décompose à nouveau). Il se mélange très bien avec les autres constituants de l'atmosphère et est répandu par le vent sur toute la surface de la terre, s'élevant parfois à des altitudes plus élevées.
Les observations du CO sont utilisées pour étudier à la fois le changement climatique et la qualité de l'air dans l'atmosphère. Le CO troposphérique est formé par une combustion incomplète (de combustibles, de biomasse) et par l'oxydation du méthane et d'autres hydrocarbures.