Augmentation des aérosols dans l’atmosphère
Mis à jour le | Commissariat général au développement durable
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Enjeux globaux
De par leur faible dimension, les aérosols peuvent pénétrer l’appareil respiratoire et présenter des effets néfastes pour la santé à court et à long termes. Les particules les plus grossières (diamètre supérieur à 5 µm) sont par exemple retenues dans la région nasopharyngée, et les particules les plus fines (inférieures à 1 µm) peuvent atteindre les régions bronchiolaires et alvéolaires où leur persistance dans ces tissus peut se prolonger. Les populations les plus sensibles aux aérosols sont les fœtus, les nouveau-nés, les enfants, les personnes âgées, et toute personne atteinte de pathologie cardio-vasculaire ou respiratoire, de diabète, voire d’obésité.
Depuis l’ère préindustrielle, les activités humaines ont doublé la concentration atmosphérique globale de la plupart des aérosols (Rockström et al., 2009). Par ailleurs, comme le montre le GIEC dans ses rapports successifs, les aérosols ont une forte influence sur le système climatique en perturbant le bilan radiatif de la Terre. En effet, la concentration accrue des aérosols dans l’atmosphère conduit à l’augmentation du taux d’opacité de l’atmosphère et peut entraîner une diminution de 10 % à 15 % du rayonnement solaire à la surface de la Terre. L’impact des aérosols sur la formation et la vie des nuages en est notamment une illustration.
Les effets des aérosols sur le bilan radiatif sont également liés à la composition physico-chimique des particules présentes : ainsi, celles constituées de carbone noir et de carbone organique (provenant de la cuisson et du chauffage à l’aide de biocarburants et du transport de diesel) ont plutôt tendance à conduire à un réchauffement, contrairement à celles composées de sulfates et de nitrates (provenant de la combustion de combustibles fossiles). Le dernier rapport du GIEC (2018) indique que la contribution des aérosols dits « réchauffants » devient prépondérante du fait de l’augmentation des émissions de particules composées de carbone suie.
En raison de leurs effets potentiellement néfastes sur le climat et la santé, l’augmentation des aérosols dans l’atmosphère constitue un des neuf processus critiques globaux (Rockström et al., 2009). La limite planétaire est appréhendée en termes de concentration globale de particules dans l’atmosphère, sur une base régionale. Toutefois, la complexité des aérosols et la variabilité spatio-temporelle des particules, des sources et des impacts, n’ont pas permis de définir un seuil global.
Lors de la révision du modèle conceptuel (Steffen et al., 2015), la limite est recentrée sur l’épaisseur optique [2] de l’aérosol (ou « taux d’opacité de l’atmosphère due aux aérosols »). La mousson sud-asiatique est utilisée comme étude de cas. L’épaisseur optique des aérosols d’origine anthropique (réchauffement et dispersion) sur le sous-continent indien est de 0,25 ; le seuil régional prévoit que l’épaisseur optique des aérosols provoquant un réchauffement soit inférieure à 10 % de l’épaisseur optique totale des aérosols (réchauffement et dispersion).
En 2015, l’épaisseur optique des aérosols mesurée en Asie du Sud-Est est 0,30. En effet, les aérosols peuvent avoir un impact majeur sur la circulation de la mousson asiatique : ils agissent comme une source de chaleur supplémentaire en altitude et peuvent provoquer le déplacement des précipitations plus tôt en mai-juin dans la région himalayenne.
Situation de la France
La composition des particules fines observées en France
Depuis 2008, le Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air gère un dispositif de caractérisation chimique des particules à l’échelle nationale, le programme CARA. Ce dispositif vise notamment à comprendre le plus rapidement possible, l’origine des épisodes de pollution aux particules qui surviennent chaque année en France.
Une quinzaine de sites de mesure, répartis sur l’ensemble du territoire national, peuvent réaliser des prélèvements sur filtres et des analyses chimiques en temps réel et en continu. Ce dispositif opérationnel, unique en Europe, permet de collecter des informations précieuses, pour une meilleure maîtrise de la qualité de l’air au moment des épisodes de pollution, et d’élaborer et évaluer des plans d’actions.
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