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Comment le vent et les intempéries affectent la pollution de l'air

La température et le vent sont souvent inclus sur cartes de qualité de l'air qui affichent des informations de polluants en temps réel. Mais pourquoi ces facteurs environnementaux sont-ils répertoriés et comment ont-ils un impact sur la qualité de l'air?

Voici un examen de la façon dont le vent et la température, interagissent avec les polluants pour avoir un impact sur la qualité de l'air.

Comment le vent affecte-t-il la pollution de l'air?

Le vent peut être utile pour disperser les polluants. Lorsque les polluants s'attardent sur une région, le vent peut disperser les polluants de la région et réduire les concentrations de polluants plus intenses dans une seule région. [1] Cela peut également souffler les polluants loin de leur source - comme cela s'est produit lorsque l'ouest de la fumée de forêt américaine a envoyé des particules polluants aussi loin que l'Europe occidentale.

Le vent peut être utile pour disperser les polluants.

Cependant, la géographie peut parfois poser un défi pour le vent dans la dispersion des polluants. Les polluants peuvent ne pas être poussés hors des vallées si les vents dominants ne peuvent pas se lever sur les chaînes de montagnes. Dans ces cas, les polluants peuvent se rassembler à des concentrations plus élevées à la base de la montagne - ou pire, créer un effet de «cheminée de montagne».

Une étude de 2009 dans le Journal of Geophysical Research: atmosphères ont constaté que Mountain Valley Breezes a joué un rôle dans la création d'une deuxième couche de pollution à Pékin, en Chine. [2]

Les brises de la vallée de la montagne soufflant principalement vers le sud ont rassemblé les polluants de surface de la ville, coulaient le long de la face des montagnes et créaient une deuxième couche de pollution élevée coulant dans une direction vers le nord au-dessus de la ville. Les polluants de cette couche pourraient retourner à la surface et affecter les résidents une deuxième fois.

Dilution de pluie et coagulation

La pluie peut aider à diluer des concentrations élevées de polluants en suspension dans l'air. Parce que les particules grossières (PM10) Comme la poussière, la saleté et le pollen sont plus grands et plus lourds que les autres particules, la pluie peut aider le PM10 à s'installer plus rapidement au sol que les plus petites particules fines (PM2.5).[3]

La pluie peut aider à régler les polluants visibles, diluant des concentrations élevées de polluants aéroportés.

La pluie est moins efficace pour diluer PM2.5. Chercheurs Lanzhou, Chine Mesuré combien de pluie a eu un impact sur les concentrations de PM10, PM2,5 et PM1 dans l'air de 2005 à 2007. [4] Des pluies extrêmement fortes pourraient réduire les plus gros polluants de particules en petite quantité, mais n'avaient presque aucun effet sur les particules inférieures à 2,5 microns.

Au fur et à mesure que les gouttes de pluie tombent, ils peuvent également attirer des polluants de particules aérosolisés dans un processus appelé coagulation. Dans un article publié dans Chimie et physique atmosphériques En 2015, les chercheurs ont constaté que plus les gouttelettes sont petites, plus il était facile pour l'eau d'attirer des aérosols. [5] Une faible humidité relative a également été utile dans le processus.

Si la source de pollution atmosphérique se trouve être un incendie de forêt, une forte pluie peut également être utile pour terminer les incendies et mettre fin aux émissions de fumée.

Les jours chauds et ensoleillés peuvent créer de la brume d'ozone

La chaleur estivale peut conduire à la brume - une apparence de brouillard la plus souvent trouvée dans les zones urbaines. Mais au lieu d'être composé de minuscules gouttelettes d'eau comme le brouillard, la brume d'été est en fait au niveau du sol ozone, ou smog.

Quand oxydes d'azote et les composés organiques volatils (COV) émis par la combustion - souvent des véhicules - interagissent avec la lumière du soleil, la réaction crée de l'ozone.

L'ozone est moins fréquente en cas d'humidité élevée, de pluie, de vent ou de températures plus fraîches. [6]

Comme le temps chaud est un facteur important dans la création d'ozone, des villes ensoleillées Los Angeles peut lutter avec de lourds jours de smog. Par conséquent, certaines villes aiment Bogotá, Colombie; Paris, France; et Mexique, Mexique ont un accès limité par la voiture aux villes afin de réduire le smog. [7]

Comment les vagues de chaleur conduisent à la fumée

Le temps ensoleillé et les températures élevées peuvent avoir un impact négatif supplémentaire sur la qualité de l'air. Lorsque des températures élevées dépassent les normes et durent une période prolongée, les ondes thermiques qui en résultent peuvent déposer le sol pour des conditions de qualité de l'air dangereuses.

Le temps ensoleillé et les températures élevées peuvent avoir un impact négatif supplémentaire sur la qualité de l'air lorsque les vagues de chaleur arrivent.

Les vagues de chaleur peuvent alimenter les incendies de forêt. Dans Colombie britannique, Canada En juin et juillet 2021, une chaleur intense atteignant 121,2 degrés a créé une végétation au sol extrêmement séchée. Lorsqu'un orage sévère a traversé la région, 29 000 frappes d'éclairage ont contribué à 62 incendies de forêt en mouvement rapide dans la province. [8,9]

Le village de Lytton, connu pour ses températures normalement élevées et son climat sec selon les normes canadiennes, a été détruite par l'un des incendies de forêt. 1 000 personnes ont été évacuées et deux personnes sont mortes.

Les incendies de forêt, à leur tour, génèrent de la fumée et du PM2,5 qui peuvent dériver pour des milliers de kilomètres de leur source lorsqu'ils sont transportés sur des vents dominants. Par exemple, fumer de 26 000 personnes Incendies de forêt Amazon en 2019 pourrait être détecté à 11 000 miles de là Papouasie Nouvelle Guinée et Australie.

Inversions de température

En ce qui concerne la pollution, les températures chaudes ne sont pas la seule préoccupation. Certaines des pires canettes de pollution du monde coïncident avec l'hiver, en particulier lorsqu'une région est sujette aux inversions de température.

Certaines des pires canettes de pollution du monde coïncident avec l'hiver, en particulier lorsqu'une région est sujette aux inversions de température.

Des inversions de température ou thermiques peuvent se produire sur les villes ou les vallées de montagne lorsque l'air chaud se forme sur l'air plus frais sur le sol. Caps d'inversion de température et piège la pollution dans une zone, empêchant la pollution de se disperser à d'autres endroits.

Les inversions peuvent également être influencées par la circulation induite par les îles thermiques dans les zones urbaines. L'effet de l'îlot de chaleur se produit lorsque les bâtiments, les routes et les infrastructures de la ville absorbent la chaleur plus que les arbres environnants et les plans d'eau. Cela conduit à des températures plus élevées dans les zones urbaines que dans les zones plus vertes.

Selon les études de 2014 et 2015 dans le Journal of Applied Meteorology and Climatology, Les couches d'air dans une inversion interagissent avec la chaleur et les polluants dans les zones urbaines à la grave pollution atmosphérique. [10,11] Si la zone urbaine se trouve dans une vallée, la circulation de l'air est compliquée par la chaleur urbaine et les mauvaises options de ventilation pour la dispersion des polluants hors de l'île.

Villes situées dans les vallées ou près des chaînes de montagnes telles que Salt Lake City, Los Angeles, Denveret Mexico peut être soumis à une grave pollution par des inversions de température. [12,13,14,15]

Températures hivernales

Les températures froides signifient souvent que les gens doivent se tourner vers la combustion pour réchauffer leur maison. La cuisson et les incendies de carburant peuvent entraîner des jours de pollution de particules extrêmement lourdes pour les personnes qui brûlent du bois à faible coût, du charbon et de la bouse.

Au cours de l'hiver 2020 à 2021, les choix de carburant hivernal ont conduit à des conditions de qualité de l'air dangereuses pour les citoyens urbains en Mongolie, Afghanistan et Kirghizistan en Asie centrale.

Pendant l'hiver, n'importe quelle maison avec un cheminée à bois ou brûleur à bois Peut être une source de pollution atmosphérique intérieure et extérieure. Cependant, une étude récente prévient que les brûleurs à bois peuvent constituer une menace pour la qualité de l'air intérieur, triplant la quantité de pollution atmosphérique à l'intérieur d'une maison. [16]

Une étude 2020 publiée dans Atmosphère Examiné l'utilisation du brûleur en bois dans le sud du Yorkshire, Angleterre. [17] L'étude a conclu que lorsque les brûleurs étaient allumés, les niveaux moyens de particules sont passés de 27 microgrammes par mètre cube (μg / m3) à 195 μg / m3.

L'indice de qualité de l'air américain considère que 195 μg / m3 sont «très malsains».

Who AQI Chart

Photo: Index de la qualité de l'air américain. Source: IQAir et l'EPA américaine

Le point à emporter

La pollution de l'air et le temps, le vent et la température interagissent tous pour s'améliorer ou, trop souvent, aggraver la qualité de l'air

Connaître les conditions environnementales et comment ils interagissent avec la pollution en suspension dans l'air peuvent aider à mieux comprendre ce qui contribue à une mauvaise qualité de l'air.

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