Comment le changement climatique modifie l’air

Des périodes de chaleur extrême conduisent souvent à une exposition accrue à l’ozone au niveau du sol, en plus d’autres effets négatifs. Ceci est dangereux pour les humains, l’environnement et l’agriculture. Une étude dirigée par Forschungszentrum Jülich fournit désormais des résultats surprenants: avec un fort réchauffement climatique, la pollution de l’ozone pourrait diminuer dans certaines régions du monde.

Le document est publié dans la revue Air propre NPJ.

Les chercheurs ont utilisé une «approche de scénario» innovante: des simulations de scénarios climatiques plausibles qui décrivent divers développements possibles dans le réchauffement climatique – par exemple, que ce soit des événements météorologiques extrêmes tels que les vagues de chaleur ou de fortes précipitations deviendront plus sévères ou plus fréquentes.

“Notre question était: quel impact le réchauffement climatique aura-t-il sur la pollution de l’ozone?” explique le premier auteur, Tamara Emmerichs. “Nous avons appliqué des niveaux de réchauffement de +2 ° C et +2,75 ° C par rapport aux niveaux de température préindustriels – basés sur les conditions météorologiques des étés exceptionnellement chauds de 2018 à 2020.”

Les émissions de polluants ont été maintenues constantes dans la simulation, permettant aux chercheurs d’analyser l’influence pure de la température et de l’humidité.

Inversion de tendance inattendue avec un fort réchauffement

Le résultat: avec un réchauffement de +2 ° C, la pollution de l’ozone près du sol augmente initialement dans de nombreuses régions. L’une des raisons est l’intensification de la production chimique d’ozone, en partie entraînée par la hausse des émissions de substances précurseurs des plantes.

Un facteur plus important, cependant, est que des températures plus élevées rendent la chimie atmosphérique plus efficace pour produire de l’ozone. De plus, la capacité de la végétation à éliminer les polluants diminue, exacerbant davantage la pollution de l’air.

Étonnamment, cette tendance, qui était visible dans la simulation, s’inverse avec un réchauffement plus fort de +2,75 ° C: la concentration de fond d’ozone diminue considérablement dans l’hémisphère nord. La raison en est une atmosphère plus humide, dans laquelle l’ozone est décomposée plus efficacement dans l’atmosphère plus élevée.

“Cet effet devient plus dominant à des températures plus élevées”, explique Emmerichs. “Le résultat est une diminution nette de la pollution de l’ozone près du sol.”

Les plantes comme facteur d’influence décisif

Les plantes jouent ici un double rôle: ils peuvent absorber l’ozone à travers leurs feuilles et ainsi contribuer à la purification de l’air. En même temps, ils transpirent l’eau et refroidissent ainsi leur environnement.

Cependant, les plantes réagissent à la fois au stress de la sécheresse et à une exposition accrue à l’ozone en fermant leurs stomates, ce qui réduit à la fois l’effet de refroidissement et l’absorption d’ozone.

“Notre étude montre que les réponses des plantes au stress sont un facteur central et auparavant sous-estimé dans le développement futur de la pollution de l’ozone”, explique le chercheur atmosphérique de Jülich, Domenico Taraborrelli.

Effets sur la santé et les écosystèmes

La simulation des scientifiques montre donc qu’au réchauffement à 2 ° C, une augmentation des décès causés par l’ozone peut être attendue dans le monde. Avec un réchauffement encore plus important de 2,75 ° C, le nombre de ces décès liés à l’ozone diminue à nouveau considérablement, en particulier en Europe et en Inde.

Dans le même temps, l’absorption d’ozone nocive par les plantes augmente dans certaines régions, par exemple dans les forêts boréales de l’hémisphère nord.

L ‘”approche du scénario” que nous avons utilisée montre clairement que les interactions entre le climat, la météo, la chimie et l’écologie sont complexes “, explique Taraborrelli.

“Chaque aspect du changement climatique est le résultat d’un grand nombre de ces interrelations et facteurs de chevauchement, et est difficile à examiner de manière isolée.”

Plus de connaissances pour la protection de la santé ciblée

L’étude des chercheurs atmosphériques de Jülich fournit des informations précieuses pour le développement ciblé des stratégies d’adaptation régionales pour la santé et la protection de l’environnement.

“Cela montre qu’un fort réchauffement peut avoir non seulement des effets négatifs mais aussi parfois positifs sur la qualité de l’air”, explique Taraborrelli. “Au moins dans des cas individuels, comme ici pour la pollution de l’ozone.”