Nouvelle méthode d'exploration d'ensemble : l'impact du climat sur la qualité de l'air en Europe

Résumé : La composition chimique atmosphérique définissant la qualité de l’air dépend de différents facteurs: (i) les émissions de polluants (ii) la chimie atmosphérique et (iii) la météorologie. Lorsque la qualité de l’air est considérée comme dégradée, on est souvent en présence de la combinaison de fortes émissions et de conditions météorologiques défavorables (par exemple un épisode de stagnation tel que la canicule de 2003). Dans le cadre de cette étude, on s’attache principalement à caractériser l’impact de la météorologie sur la qualité de l’air dans un contexte de changement climatique. Certaines variables météorologiques ont une influence directe sur les concentrations de polluants. Par exemple, la température ou les conditions de stagnation traduisent généralement une hausse des concentrations d’ozone (polluant photochimique secondaire). Concernant les particules, la stagnation est aussi propice à l’apparition de fortes concentrations. A l’inverse les précipitations et la hauteur de couche limite constituent un puits important (baisse des concentrations) via le dépôt humide et le phénomène de dilution. Cependant l'incertitude qui pèse sur l’évolution de certaines variables météorologiques (précipitations par exemple) ne permet pas d'évaluer correctement l’effet bénéfique ou néfaste du climat (bénéfice ou pénalité climatique) sur les concentrations de polluants. De plus, une fois cet impact déterminé, il doit être pris en compte dans la construction des politiques de gestion de la qualité de l’air afin qu’elles demeurent efficaces à long terme. Jusqu'à ce travail, la méthode couramment employée pour estimer l’impact du climat sur la qualité de l’air consiste à forcer un modèle de chimie transport (qui permet de modéliser la qualité de l‘air) avec une météorologie qui correspond à des projections régionales climatiques et des émissions constantes afin d’étudier uniquement l’évolution des concentrations liées à celle du climat. Du fait de l’important coût de calcul et de la quantité de données engendrée, les études sont réalisées avec une unique source de données climatiques. On a donc une réponse unique alors que l'on sait qu'en modélisation, la réduction de l'incertitude des résultats peut être obtenue par des modélisations d'ensemble, utilisant plusieurs jeux de simulation pour le même objectif. Afin de quantifier les incertitudes associées à l’effet du changement climatique sur l’ozone et les particules fines en Europe (8 régions explorées), nous avons mis en oeuvre une nouvelle méthode statistique qui permet d’étudier un ensemble de projections climatiques sans forcer un modèle de chimie transport (CTM), de qualifier l’impact du climat et de sélectionner un sous-ensemble de modèles régionaux de climat à utiliser en priorité pour réaliser de futures projections déterministes. En se basant sur un ensemble d’apprentissage de projections de climat et qualité de l’air déterministes, les principales variables météorologiques affectant la qualité de l’air sont identifiées par région. Puis des modèles statistiques de type GAM (Modèle Additif Généralisé) sont construits afin de prédire les concentrations de polluants à partir des deux variables météorologiques dominantes préalablement identifiées. Par la suite, ces modèles sont appliqués à un ensemble de modèles climatiques régionaux (ici EuroCordex) pour apprécier la robustesse de l’impact du changement climatique. En discutant de l’évolution des variables météorologiques clefs qui régissent les concentrations de polluant, conclure sur l’effet du changement climatique est alors possible...
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Contributor : Gestionnaire Civs <>
Submitted on : Wednesday, August 29, 2018 - 10:12:13 AM
Last modification on : Thursday, August 30, 2018 - 1:05:52 AM
Long-term archiving on : Friday, November 30, 2018 - 1:57:51 PM

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Vincent Lemaire, Augustin Colette, Laurent Menut. Nouvelle méthode d'exploration d'ensemble : l'impact du climat sur la qualité de l'air en Europe. 9. Edition des Journées Interdisciplinaires de la Qualité de l'Air (JIQA), Feb 2017, Villeneuve d'Ascq, France. ⟨ineris-01863851⟩

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