La météo détermine les concentrations de NO2, selon une étude

En lien avec les effets de la pandémie de COVID-19, les mesures par satellite ont fait les gros titres montrant combien le dioxyde d'azote (NO2), un polluant atmosphérique, avait diminué en Chine et dans le nord de l'Italie. En Allemagne, la densité du trafic est le facteur le plus important.

Cependant, le temps a également une influence sur les concentrations de NO2, selon une étude de l'Institut Leibniz pour la recherche troposphérique (TROPOS), qui a évalué l'influence des conditions météorologiques sur les concentrations de dioxyde d'azote en Saxe 2015 à 2018 pour le compte du Saxon State Office pour l'environnement, l'agriculture et la géologie (LfULG).

Il a été démontré que la vitesse du vent et la hauteur de la couche d'air la plus basse sont les facteurs les plus importants qui déterminent la quantité de polluants pouvant s'accumuler localement.

Afin de déterminer l'influence de divers facteurs météorologiques sur la qualité de l'air, l'équipe a utilisé une méthode statistique qui permet d'éliminer mathématiquement les fluctuations météorologiques des mesures à long terme. La qualité de l'air fluctue, dans certains cas très fortement, en raison de différentes émissions et de l'influence des conditions météorologiques.

Jusqu'à présent, cependant, il a été difficile d'estimer quelle est la part des mesures juridiques telles que les zones à faibles émissions ou les interdictions de conduire diesel et quelle est la part des influences météorologiques dans la qualité réelle de l'air? Avec la méthode utilisée, cela sera plus facile à l'avenir.

Le dioxyde d'azote (NO2) est un gaz irritant qui attaque la membrane muqueuse des voies respiratoires, provoque des réactions inflammatoires en tant qu'oxydant et augmente l'efficacité d'autres polluants atmosphériques. En tant que substance précurseur, elle peut également contribuer à la formation de particules.

Des valeurs limites ont été fixées dans l'UE pour protéger la population: pour le dioxyde d'azote, une valeur moyenne annuelle de 40 microgrammes par mètre cube d'air s'applique (μg / m³).

Pour protéger la santé de la population, des mesures doivent être prises si ces valeurs limites ne sont pas respectées. En 2018/2019, par exemple, diverses mesures ont été prises en Allemagne, allant d'une réduction du nombre de voies (par exemple à Leipzig) aux interdictions de conduire pour les véhicules diesel plus anciens (par exemple à Stuttgart).

Pour évaluer l'efficacité de telles mesures, il serait utile de déterminer l'influence exacte des conditions météorologiques. L'Office d'État saxon pour l'environnement, l'agriculture et la géologie (LfULG) a donc chargé TROPOS de mener une étude sur l'influence des facteurs météorologiques sur les concentrations de NO2 et a fourni ses données de mesure du réseau de mesure de la qualité de l'air saxon et des données météorologiques à cet effet.

Les chercheurs ont ainsi pu évaluer les données de 29 stations de Saxe sur une période de quatre ans, qui représentent un échantillon représentatif de la pollution atmosphérique – des stations des centres de circulation aux stations de fond urbaines et rurales et aux stations sur la crête des montagnes Erzgebirge .

Ils ont également calculé la hauteur de la couche la plus basse de l'atmosphère et intégré les données des stations de comptage du trafic à Leipzig et Dresde dans l'étude.

Une méthode issue du domaine de l'apprentissage automatique a été utilisée pour la modélisation statistique, dont l'application dans le domaine de la qualité de l'air a été publiée pour la première fois par des chercheurs britanniques en 2009.

De cette façon, l'étude a pu démontrer que la densité du trafic dans toutes les stations de circulation est la plus importante responsable des concentrations d'oxyde d'azote.

Cependant, deux paramètres météorologiques ont également une influence significative sur les concentrations de dioxyde d'azote: la vitesse du vent et la hauteur de la couche dite de mélange.

Ce dernier est un paramètre météorologique qui indique la hauteur à laquelle s'étend la couche d'air la plus basse, où se mélangent les émissions.

Il a également été démontré qu'une humidité élevée peut également réduire la concentration de dioxyde d'azote, ce qui pourrait être dû au fait que les polluants se déposent plus fortement sur les surfaces humides. Cependant, les causes exactes ne sont toujours pas claires. « 

Dominik van Pinxteren, chercheur, Institut Leibniz de recherche troposphérique (TROPOS)

L'analyse statistique a également permis aux chercheurs de supprimer l'influence du temps de la série chronologique des concentrations de polluants: ajustée en fonction du temps, la concentration en oxydes d'azote (NOx) a diminué de 10 microgrammes par mètre cube au total entre 2015 et 2018 en moyenne sur le trafic global des stations de Saxe.

Dans les zones urbaines et rurales et sur la crête de l'Erzgebirge, cependant, les concentrations de NOx ont tendance à rester au même niveau. Même si la qualité de l'air s'est améliorée au cours des dernières années, il existe de bons arguments scientifiques pour réduire davantage la pollution atmosphérique.

D'une certaine manière, cela s'applique également aux conclusions prématurées de la crise de la couronne: pour savoir à quel point l'influence des restrictions initiales sur la qualité de l'air était réelle, l'influence des conditions météorologiques devrait être statistiquement supprimée dans une série plus longue de des mesures.

À cette fin, des enquêtes pour la région de Leipzig sont actuellement en cours au TROPOS, tout comme une étude à l'échelle européenne des infrastructures de recherche de l'UE pour les constituants atmosphériques à courte durée de vie tels que les aérosols, les nuages ​​et les gaz à l'état de trace (ACTRIS), la contribution allemande à qui est coordonné par TROPOS. Tilo Arnhold

La source:

Institut Leibniz de recherche troposphérique (TROPOS)

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