Dioxyde d'azote les informations cachées par les médias volontairement

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Pourquoi les vagues de froid ne remettent pas en cause le réchauffement climatique

Dès que l’hiver devient rigoureux, l’argument ironique sur l’ampleur du réchauffement de la planète refait surface. Mais il ne faut pas confondre météo et climat.

Pour résumer : la météo varie sur des temps courts, tandis que le climat varie sur des périodes (très) longues. Pour être précis, la météorologie se réfère à l’étude des phénomènes et conditions atmosphériques sur des périodes courtes, alors que le climat désigne l’évolution de l’atmosphère sur le long terme.

Pour utiliser une analogie, si la météo est l’argent liquide que vous conservez dans votre poche, le climat est votre revenu annuel. Le premier varie de jour en jour, quand le second varie bien plus lentement.

Sur des périodes de l’ordre de quelques jours, mois ou années, la variabilité des phénomènes atmosphériques est importante : les températures, précipitations et autres indicateurs météo peuvent connaître des hauts et des bas de manière marquée. Le climat change, lui aussi, mais sur des périodes beaucoup plus longues. Si longues, qu’elles sont habituellement imperceptibles à hauteur d’humain, lequel ne vit que soixante et onze ans en moyenne (en 2015).

Le dioxyde d’azote se renforce par la froid et aggrave les molécules par les UV lors des journées ensoleillées hivernales avec l’avancement des activités humaines

L’air chaud, plus léger que l’air froid s’élève, entraînant les polluants émis à la surface de la terre. Cependant, la nuit, ou lors d’anticyclones hivernaux, la température peut diminuer avec l’altitude, puis augmenter de nouveau, créant ainsi une inversion thermique. L’air froid situé en dessous est bloqué par l’air chaud du dessus. Les polluants émis notamment par l’acide nitreux  sont piégés au niveau du sol, et peuvent générer des pics de pollution plus important

L'évolution chimique des photo-oxydants troposphériques, bien que fort complexe, est ainsi due pour l’essentiel `a l’augmentation des émissions des Compos´es Organiques Volatils (COV) et des oxydes d’azote (NOx). Le principal photo-oxydant atmosph´erique produit est l’ozone (O3). Il est de plus l’un des précurseurs du radical OH. Le jour, la réactivité de ce radical contrˆole les durees de vie de la plupart des polluants, notamment les COV. Il peut, en particulier, initier les processus de photo-oxydation qui mènent `a la formation d’ozone troposphérique. OH est donc un compos´e-cl´e de la chimie de l’atmosph`ere. Ses sources et puits doivent donc ˆetre bien identifiées

Sa source nette est la photolyse de l’ozone, qui d´epend de l’irradiation solaire ainsi que de la quantité de vapeur d’eau. Elle est donc tr`es variable dans le temps et dans l’espace. La photolyse du formaldéhyde, `a une longueur d’onde inférieure `a 370 nm, suivie par une réaction avec le peroxyde d’hydrog`ene (HO2) et le monoxyde d’azote (NO), produit également le radical OH. Les réactions impliquant l’ozone et les alc`enes forment l’interm´ediaire de Criegee. Ce composé peut se stabiliser ou se d´ecomposer suivant plusieurs mécanismes, l’un d’eux formant le radical hydroxyle. La réaction des radicaux peroxydes organiques (RO2) avec les oxydes d’azote (NOx) produit le radical OH. Elle initie en fait une chaˆıne réactionnelle qui permet de recycler les radicaux OH. Enfin, la recombinaison des radicaux entre eux conduit `a la formation de l’acide nitrique (HNO3), des peroxydes organiques (ROOH), et du peroxyde d'hydrogène

Si les m´ecanismes cit´es sont bien compris, le rˆole de certains processus reste encore `a quantifier. Nous pouvons citer notamment l’implication de l’acide nitreux (HONO) dans la photochimie oxydante. Ce composé est responsable de l’augmentation des radicaux OH le matin, suite `a sa photolyse rapide. Il est de ce fait la principale source du radical OH au lever du jour quand les autres sources sont encore faibles [Winer et Biermann, 1994]. Il peut contribuer jusqu'à 35% du budget total de radicaux OH et accroˆıtre la concentration d’ozone durant la journ´ee de 27% en situation hivernale [Aumont et al., 2003]. Cependant, les processus de production/destruction de HONO sont encore mal connus. Des simulations num´eriques r´ecentes montrent que la mod´elisation sous-estime les concentrations diurnes d’acide nitreux de 30 `a 50% par rapport aux mesures de terrain [Vogel et al., 2003]. Une ou des sources d’acide nitreux manquent donc avec une amplitude variant entre 170 `a 500 pptv.h−1 en milieu rural et jusqu’`a 2000 pptv.h−1 en milieu urbain. Ainsi, il paraˆıt important de mieux connaˆıtre les diff´erents processus qui font varier le bilan de l’acide nitreux atmosphérique pour mieux appréhender leurs implications sur la capacité oxydante de l'atmosphère et l'évolution des esp`eces photochimiques.

Une équipe internationale de chercheurs menée par le Max Planck Institute for Chemistry (Mainz, Allemagne), et comprenant des chercheurs du Laboratoire d’aérologie (LA/OMP, CNRS / UPS) et de Géosciences environnement Toulouse (GET/OMP, CNRS / IRD / CNES / UPS), a quantifié les émissions d’acide nitreux (HONO) par divers types de sols prélevés dans différentes régions du monde. Cette étude a permis de mettre en évidence la forte contribution de l’acide nitreux au cycle de l’azote atmosphérique.

Les émissions naturelles biogéniques d’oxyde d’azote (NO) par les sols jouent un rôle important dans l’augmentation des teneurs atmosphériques en composés azotés réactifs, NO étant lui-même un composé réactif qui en forme d’autres par oxydation. Elles participent en outre à la formation d’ozone dans la basse atmosphère. Ces émissions biogéniques de NO représentent environ 20 % des émissions totales de NO depuis la surface (le reste étant d’origine humaine). Elles sont dues à la nitrification, un processus d’oxydation de l’ammonium (NH4+) en nitrites (NO2-) puis en nitrates (NO3-) par certaines bactéries du sol. Elles varient donc en fonction de l’activité microbienne du sol mais aussi de ses propriétés physicochimiques (température, contenu en eau, acidité et quantité intrinsèque d’azote).

L’acide nitreux (HONO) est également un précurseur de composés azotés réactifs, émis par les sols dans des conditions de température et d’humidité similaires à celles de NO, mais il a été nettement moins étudié et quantifié. Pour estimer les émissions de HONO et élucider les processus qui les gouvernent, une équipe internationale a analysé au laboratoire, dans des conditions contrôlées de température et d’humidité, une large gamme d’échantillons de sol en provenance de différentes régions du monde. En particulier, des sols sableux ont été collectés au Sahel, au Sénégal et au Mali sur des sites suivis par les Services d’observation AMMA-CATCH (Analyses multidisciplinaires de la mousson africaine - Couplage de l’atmosphère tropicale et du cycle hydrologique) et IDAF (International global atmospheric chemistry - deposition of biogeochemically trace species- Africa).

L’étude menée sur ces sols très divers a permis de montrer que les émissions de HONO (ainsi que celles de NO) ne diminuent pas lorsque l’acidité du sol diminue. Ce premier résultat infirme la théorie de l’équilibre acido-basique selon laquelle les émissions les plus fortes de HONO devraient avoir lieu lorsque l’acidité et le contenu en nitrates du sol sont forts. De plus, l’émission de HONO s’avère concomitante à celle de NO et importante lorsque les sols sont riches en nutriments (nitrites NO2- et ammonium NH4+). Il semblerait donc que le processus de nitrification soit à l’origine de la formation du HONO émis vers l’atmosphère.

Enfin, les analyses indiquent que les quantités de HONO émises sont élevées et comparables à celles de NO lorsque les sols sont à la fois riches en nitrites, neutres à basiques et situés en régions arides ou cultivées.

Découverte d'une nouvelle source d'acide nitreux : la pollution atmosphérique change de visage.

Des chercheurs du Laboratoire d'application de la Chimie à l'Environnement Villeurbanne (LACE, CNRS-UCBL), en collaboration avec l'Institut Paul Scherrer (Suisse), et l'Université de Wuppertal (Allemagne) viennent de mettre en évidence, en laboratoire, l'existence d'une source de production d'acide nitreux (HNO2) inconnue à ce jour : en présence de lumière, le dioxyde d'azote réagit sur des surfaces contenant des composés organiques (de type substance humiques) pour produire ce gaz observé depuis plus de vingt ans dans les environnements pollués et intervenant dans le cycle de formation de l'ozone. Cette production possède un impact potentiel sur la chimie de la troposphère, et peut modifier en quantité et en qualité la description de la pollution dans les basses couches atmosphériques. Ces travaux paraissent dans Nature le 9 mars 2006 L'acide nitreux est un élément important de la pollution atmosphérique car il possède la particularité d'interagir avec la lumière et de libérer des radicaux hydroxyle (OH•). Ces derniers sont parfois affublés du surnom "détergents de l'atmosphère", car ils oxydent les polluants organiques volatils, amorçant le cycle de production de l'ozone troposphérique.La détermination des concentrations troposphériques en acide nitreux est une véritable gageure du fait des faibles teneurs impliquées. Ainsi, ce gaz était supposé se former principalement la nuit, subissant une photolyse immédiate au lever du soleil. Or, de nouvelles techniques de mesure d'une grande sensibilité, développées au sein de l'université de Wuppertal (Allemagne), ont révélé une production diurne, et des concentrations dépassant largement les prédictions calculées par les modèles numériques de chimie atmosphérique. Une collaboration entre l'Université de Wuppertal, l'Institut Paul Scherrer (Suisse), et le Laboratoire d'Application de la Chimie à l'Environnement à Villeurbanne (CNRS-UCBL) a permis d'identifier la source de cette surproduction. En effet, la décomposition et la transformation de la matière organique biogène aboutit à la formation de substances humiques qui sont par conséquent très répandues à la surface de la Terre. Ces dernières absorbent une fraction du rayonnement lumineux, ce qui facilite à leur surface la photoréduction (dans le visible) du dioxyde d'azote (NO2) à l'origine de la production d'acide nitreux.

L'étude en laboratoire des cinétiques et mécanismes associés à ces photo-transformations a montré qu'elles produisaient de l'acide nitreux avec des taux horaires comparables à ceux observés sur le terrain. C’est a dire en tenant compte de l’heure d'été.Cette production d'acide nitreux pourrait influencer significativement la chimie des basses couches de la troposphère et ainsi changer notre description des mécanismes de pollution atmosphérique.