Les températures élevées exacerbent la production d’ozone au niveau du sol, entraînant une combinaison mortelle de chaleur extrême et de mauvaise qualité de l’air, particulièrement dangereuse pour les enfants, les personnes âgées et les personnes souffrant de maladies respiratoires préexistantes.
Comme la majeure partie du globe, la Chine est confrontée à des températures croissantes et à des vagues de chaleur plus longues et plus fréquentes. Mais, du fait de son développement rapide et énergivore, elle connaît également une production accrue des principaux précurseurs de l’ozone, les composés organiques volatils (COV) et les oxydes d’azote (NOx). Dans un pays aussi peuplé que la Chine, cette combinaison constitue une grave menace pour la santé humaine, en particulier dans les grandes zones urbaines comme Pékin.
Maintenant, une équipe de chercheurs collaborateurs du projet Harvard-Chine de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) et de l’Université baptiste de Hong Kong a identifié des modèles climatiques à grande échelle qui pourraient être utilisés pour prédire la co- l’apparition de jours de chaleur extrême et d’ozone en Chine des mois avant qu’ils ne se produisent. Comme les prévisions pour les saisons des ouragans et des incendies de forêt, les prévisions pourraient aider le gouvernement à préparer des ressources et à mettre en œuvre des politiques pour atténuer la gravité de la saison.
La recherche a été publiée récemment dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.
« Nous avons déjà vu des vagues de chaleur record dans le monde entier cet été, y compris en Chine, où les émissions locales ont entraîné une importante pollution par l’ozone », a déclaré Fan Wang, chercheur invité au SEAS et au Harvard-China Project, Ph. D. candidat à l’Université baptiste de Hong Kong et co-auteur principal de l’étude. « Notre recherche pourrait avoir des implications importantes à l’avenir qui permettraient à des agences telles que le ministère de l’Ecologie et de l’Environnement en Chine de se préparer à une chaleur estivale élevée et à l’ozone au printemps. »
L’équipe de recherche, dirigée par Michael McElroy, professeur Gilbert Butler d’études environnementales à SEAS et président du corps professoral du projet Harvard-Chine, et Meng Gao, professeur à l’Université baptiste de Hong Kong et ancien chercheur postdoctoral à SEAS, s’est penchée sur les conditions météorologiques passées. les données et les niveaux d’ozone quotidiens pour repérer les modèles qui pourraient être utilisés pour prédire la saison.
En raison du manque d’observations quotidiennes à long terme des concentrations d’ozone troposphérique, les chercheurs ont utilisé un modèle sophistiqué d’apprentissage automatique pour reconstruire les niveaux jusqu’en 2005. À l’aide de cet ensemble de données, l’équipe a identifié des modèles de réchauffement de la surface de la mer dans l’ouest de l’océan Pacifique, l’océan Indien occidental et la mer de Ross, au large des côtes de l’Antarctique, qui ont précédé des étés à forte chaleur et ozone dans le nord-est de la Chine, y compris Pékin.
Les températures élevées de la surface de la mer dans ces régions entraînent une diminution des précipitations, de la couverture nuageuse et de la circulation dans cette région de la Chine, connue sous le nom de plaine de Chine du Nord, qui abrite environ 300 millions de personnes.
« Ces anomalies de la température de surface de la mer influencent les précipitations, les radiations et plus encore, qui modulent la cooccurrence des vagues de chaleur et de la pollution par l’ozone », a déclaré Gao, co-premier auteur de l’article et associé du projet Harvard-Chine.
Le modèle de l’équipe a corrélé ces anomalies avec des augmentations des vagues de chaleur et de l’ozone environ 80% du temps.
Les agences gouvernementales pourraient utiliser ces prévisions non seulement pour émettre des avertissements pour la santé humaine et l’agriculture, mais aussi pour réduire les composants de l’ozone et de ses précurseurs dans l’atmosphère avant que les vagues de chaleur extrême ne frappent.
« La capacité de prévoir les perspectives d’étés exceptionnellement chauds et de niveaux anormalement élevés d’ozone en été en Chine simplement sur la base des modèles de température observés des mois plus tôt dans les régions éloignées de l’océan est vraiment excitante », a déclaré McElroy.
Cet article a été co-écrit par Yihui Ding, Zhiwei Wu, Yangyang Xu, Xiao Lu, Zifa Wang et Gregory R. Carmichael.
Plus d’information:
Meng Gao et al, Les modèles climatiques à grande échelle offrent des indices présaisonniers sur la cooccurrence de la vague de chaleur et de la pollution à l’O 3 en Chine, Actes de l’Académie nationale des sciences (2023). DOI : 10.1073/pnas.2218274120