L`ozone troposphérique et autres gaz "polluants"

L'ozone troposphérique et autres gaz "polluants"
L'ozone est beaucoup moins abondant dans la troposphère que dans la
stratosphère. C'est heureux, car il peut nuire à la santé et à la végétation quand il
devient trop abondant. En outre, comme l'ozone a la faculté d'absorber le
rayonnement infrarouge, il participe au réchauffement global par "effet de serre".
On dispose de nombreuses données montrant que l'ozone augmente près du sol
dans les régions polluées comme l'Europe occidentale. On a aussi de bonnes
raisons de penser que l'ozone troposphérique augmente même dans des régions
éloignées des sources de pollution. L'ozone n'est pourtant pas produit directement
par les activités humaines. Quelles sont alors les raisons de cette augmentation?
Une petite partie de l'ozone troposphérique vient de la stratosphère, surtout en
hiver et au printemps à nos latitudes. Le reste est produit chimiquement dans la
troposphère.
Les ingrédients essentiels de cette production sont la lumière solaire, les oxydes
d'azote (NO et NO2) et des composés carbonés réactifs: les hydrocarbures et le
monoxyde de carbone CO. La majorité de ces composés gazeux ont des temps de
résidence relativement courts, entre moins d'un jour à quelques semaines. La
production d'ozone a donc surtout lieu assez près des régions polluées.
L'ozone lui-même a un temps de vie photochimique variant entre quelques jours (à
basse altitude) à quelques mois (dans la haute troposphère). Un important
processus de destruction de l'ozone fait intervenir sa photolyse et la vapeur d'eau.
De cette destruction résulte la formation de radicaux hydroxyles OH. OH, en
retour, joue un rôle fondamental, tant comme principal oxydant d'un grand nombre
de composés, que dans la chimie de l'ozone.
Cette chimie complexe fait intervenir des centaines de composés et réactions,
ainsi que des processus encore mal compris comme le "lessivage" par les pluies
de composés solubles, les réactions chimiques dans les nuages ou à la surface de
petites particules dans l'air (les aérosols), la déposition de gaz - dont l'ozone - sur
les sols et sur la végétation, etc.
Pour obtenir une vision d'ensemble du problème, on tente d'intégrer tous ces
processus dans des "modèles" mathématiques et informatiques de l'atmosphère.
Un tel modèle a été développé à l'IASB-BIRA, en collaboration avec une équipe
américaine. La figure ci-dessous montre, à titre d'exemple, une distribution
calculée par le modèle, celle du contenu troposphérique en ozone au mois
d'octobre.