Comment la pollution atmosphérique influe sur le bilan du méthane
"L'atmosphère est un système chimique complexe et hautement non linéaire
Une collaboration internationale de recherche, comprenant des scientifiques de l'Institute of Climate and Energy Systems - Stratosphere au Forschungszentrum Jülich en Allemagne, a révélé comment les polluants atmosphériques tels que le monoxyde de carbone, l'ozone et les oxydes d'azote influencent la décomposition naturelle du méthane dans l'atmosphère. L'étude, publiée dans Nature, met en évidence la manière dont les changements dans la pollution atmosphérique modifient les processus chimiques clés qui déterminent la durée de vie du méthane, un puissant gaz à effet de serre.
Le méthane est l'un des gaz à effet de serre les plus puissants, contribuant de manière significative au réchauffement de la planète. Il influe également sur la formation d'autres substances importantes pour le climat, comme l'ozone et la vapeur d'eau, en particulier dans la stratosphère. Toutefois, la durée de vie du méthane dans l'atmosphère dépend non seulement de la quantité émise, mais aussi de l'efficacité avec laquelle il est éliminé.
Les radicaux OH : des molécules minuscules, un impact puissant
Au centre de ce processus d'élimination se trouve le radical hydroxyle (OH), une molécule très réactive responsable de l'élimination d'environ 90 % du méthane dans la basse atmosphère. La disponibilité du radical OH dépend toutefois d'un équilibre chimique complexe. Par exemple, des polluants comme le monoxyde de carbone (CO) et le méthane lui-même peuvent empêcher la formation d'OH, tandis que l'ozone (O₃), la vapeur d'eau (H₂O) et les oxydes d'azote (NOₓ) ont tendance à augmenter les concentrations d'OH.
"L'atmosphère est un système chimique complexe et hautement non linéaire", explique Michaela Hegglin, de l'Institut des systèmes climatiques et énergétiques du Forschungszentrum Jülich, qui a contribué à l'étude. "Même de petites modifications de sa composition peuvent avoir un impact important sur la durée de persistance du méthane.
La qualité de l'air influe sur l'élimination du méthane, même à court terme
À l'aide d'une combinaison d'observations atmosphériques et de données de modélisation, l'équipe de recherche a analysé l'influence de l'évolution des niveaux de polluants sur les concentrations d'OH entre 2005 et 2021. Leurs résultats montrent que la baisse des émissions de monoxyde de carbone - due par exemple à des technologies de combustion plus propres - a favorisé la décomposition du méthane. Dans le même temps, l'augmentation de l'ozone et de la vapeur d'eau a également stimulé les niveaux d'OH. Au total, ces changements ont renforcé le puits de méthane mondial de 1,3 à 2,0 téragrammes par an, soit une augmentation de 10 à 20 %.
Mais la tendance n'est pas linéaire. Des événements tels que des incendies de forêt de grande ampleur ou la pandémie de COVID-19 ont provoqué de fortes baisses des niveaux d'OH. Par exemple, pendant la pandémie, les émissions de NOₓ ont diminué rapidement en raison de la réduction de l'activité humaine, ce qui a entraîné une baisse des niveaux d'ozone et, par conséquent, un affaiblissement du puits de méthane. En conséquence, le méthane s'est accumulé plus rapidement dans l'atmosphère.
Lier la lutte contre la pollution atmosphérique à l'action en faveur du climat
L'étude met en évidence un lien crucial : les polluants atmosphériques ne nuisent pas seulement à la santé humaine et aux écosystèmes, ils déterminent également la quantité de méthane que l'atmosphère retient. Cela pose un défi politique : si la réduction des précurseurs de l'ozone améliore la qualité de l'air, elle peut involontairement ralentir l'élimination du méthane.
Pour éviter de telles conséquences involontaires, les chercheurs affirment que les liens entre la qualité de l'air et l'élimination du méthane doivent être pris en compte dans les stratégies climatiques. Cela est particulièrement important dans les régions tropicales, où l'ozone et la vapeur d'eau jouent un rôle prépondérant dans l'augmentation des niveaux d'OH.
Le changement climatique lui-même influence ce système de manière opposée : d'une part, la hausse des températures entraîne une augmentation de la vapeur d'eau, ce qui favorise la décomposition du méthane. D'autre part, l'augmentation des incendies de forêt - conséquence du changement climatique - accroît les émissions de monoxyde de carbone, qui à leur tour suppriment les niveaux d'OH et ralentissent l'élimination du méthane.
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