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Le changement climatique et l’air

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Notre climat change. De nombreux gaz responsables du changement climatique sont également des polluants atmosphériques courants qui affectent notre santé et l’environnement. À bien des égards, l’amélioration de la qualité de l’air peut également favoriser les efforts entrepris pour atténuer le changement climatique et vice versa. Mais cela n’est pas systématique. Le défi auquel nous faisons face est donc de garantir que nos politiques de l’air et du climat se concentrent sur des scénarios gagnant-gagnant.

 Image © Ace & Ace/EEA

Le réchauffement climatique entraîne de longues périodes de sécheresse. La sécheresse favorise une augmentation des feux de forêt.

Ivan Beshev, Bulgarie (ImaginAIR)

En 2009, une équipe conjointe de chercheurs britanniques et allemands a mené une étude au large des côtes norvégiennes avec un type de sonar utilisé normalement pour localiser les bancs de poissons. Les chercheurs n’étaient pas là pour le poisson mais pour étudier la libération de l’un des gaz à effet de serre les plus puissants, le méthane, par les fonds marins se trouvant sous les glaces fondantes. Leurs conclusions s’ajoutent à une longue liste de mises en garde sur les impacts potentiels du changement climatique.

Dans les régions proches des pôles, une partie de la surface terrestre et du fond marin est gelée en permanence. Selon certaines estimations, la quantité de carbone contenue dans cette couche — appelée « permafrost » — équivaut à deux fois la quantité de carbone actuellement présente dans l’atmosphère. En cas de conditions climatiques plus chaudes, ce carbone peut être libéré par la biomasse en décomposition sous forme de dioxyde de carbone ou de méthane.

« Le méthane est un gaz à effet de serre plus de vingt fois plus puissant que le dioxyde de carbone », met en garde le professeur Peter Wadhams de l’université de Cambridge. « Nous faisons donc face désormais à un risque aggravé de changement climatique et d’accélération de la fonte des glaces de l’Arctique. »

Les émissions de méthane proviennent des activités humaines (principalement des secteurs de l’agriculture, de l’énergie et du traitement des déchets) et de sources naturelles. Une fois qu’il est libéré dans l’atmosphère, le méthane a une durée de vie d’environ douze ans. Bien qu’il soit considéré comme un gaz à relativement courte durée de vie, celle-ci est néanmoins suffisamment longue pour qu’il se déplace vers d’autres régions. En plus d’être un gaz à effet de serre, le méthane contribue également à la formation de l’ozone au sol, qui est un polluant majeur affectant la santé humaine et l’environnement en Europe.

Les particules peuvent causer un réchauffement ou un refroidissement

Le dioxyde de carbone est certes le principal facteur du réchauffement climatique et du changement climatique, mais ce n’est pas le seul. De nombreux autres composés gazeux ou particulaires, appelés « agents de forçage climatique », ont une influence sur la quantité d’énergie solaire (chaleur comprise) que la terre garde et sur la quantité qu’elle renvoie dans l’espace. Ces agents de forçage climatique incluent les principaux polluants atmosphériques tels que l’ozone, le méthane, les particules et l’oxyde d’azote.

Les particules sont des polluants complexes. Selon leur composition, elles peuvent avoir un effet refroidissant ou réchauffant sur le climat local et global. Par exemple, le noir de carbone, l’un des composants des particules fines qui provient de la combustion incomplète des combustibles, absorbe les rayons solaires et les rayons infrarouges dans l’atmosphère et a donc un effet réchauffant.

D’autres types de particules contenant des combinaisons de soufre ou d’azote ont l’effet inverse. Elles tendent à se comporter comme de petits miroirs, réfléchissant l’énergie du Soleil et entraînant ainsi un refroidissement. En termes simples, tout dépend de la couleur de la particule. Les particules « blanches » ont tendance à réfléchir la lumière du Soleil tandis que les particules « noires » ou « brunes » l’absorbent.

Un phénomène similaire se produit au sol. Certaines des particules sont déposées par la pluie ou par la neige, ou bien elles se déposent seules sur la surface de la Terre. Mais le noir de carbone peut voyager loin de son lieu d’origine et se déposer sur le couvert neigeux ou glacier. Récemment, les dépôts de noir de carbone dans l’Arctique ont assombri de manière croissante les surfaces claires et diminué leur réflectivité, ce qui veut dire que notre planète retient davantage la chaleur. Du fait de cette chaleur supplémentaire, la taille des surfaces claires se réduit encore plus rapidement dans l’Arctique.

Il est intéressant de noter que de nombreux processus climatiques ne sont pas contrôlés par les principaux composants de notre atmosphère mais par certains gaz existant en très faibles quantités. Le plus courant de ces gaz, appelés « gaz traces », le dioxyde de carbone, ne représente que 0,0391 % de l’air. Toute variation de ces très faibles quantités peut potentiellement affecter et altérer notre climat.

Plus ou moins de pluie ?

La « couleur » des particules en suspension dans l’air ou déposées sur le sol n’est pas la seule façon dont celles-ci peuvent affecter le climat. Une partie de notre air est composée de vapeur d’eau, de petites molécules d’eau en suspension dans l’air. Dans leur forme la plus condensée, ces molécules forment les nuages. Les particules jouent un rôle important dans leur formation, leur durée de vie, la quantité de rayons solaires qu’ils peuvent réfléchir, le type de précipitations qu’ils génèrent, etc. Les nuages sont évidemment essentiels pour notre climat . Les concentrations et la composition des particules pourraient modifier les caractéristiques spatio-temporelles des régimes pluviométriques traditionnels.

Les changements des modèles et des volumes des précipitations ont un réel impact économique et social, puisqu’ils se répercutent généralement sur la production mondiale de nourriture, et donc sur les prix des denrées alimentaires.

Le rapport de l’AEE intitulé « Changement climatique, impacts et vulnérabilité en Europe en 2012 » montre que toutes les régions d’Europe sont affectées par le changement climatique, causant un grand nombre de répercussions sur la société, les écosystèmes et la santé humaine. Selon le rapport, une hausse des températures moyennes a été observée à travers toute l’Europe, tandis que les précipitations diminuent dans les régions méridionales et augmentent en Europe du Nord. De plus, les manteaux neigeux et glaciaires sont en train de fondre et le niveau de la mer s’élève. Ces tendances devraient se poursuivre.

ImaginAIR: Astronauts of the polluted Earth

(c) Dovile Zubyte, ImaginAIR/EEA

Les relations entre le changement climatique et la qualité de l’air

Bien que nous ayons une compréhension incomplète de la façon dont le changement climatique peut affecter la qualité de l’air et vice versa, des recherches récentes indiquent que cette relation mutuelle pourrait être plus forte qu’on ne le pensait jusqu’à présent. Dans ses évaluations de 2007, le Panel intergouvernemental sur le changement climatique — l’organisme international mis en place pour évaluer le changement climatique — prévoit une baisse à venir de la qualité de l’air dans les villes en raison du changement climatique.

Dans de nombreuses régions du monde, on s’attend à ce que le changement climatique ait un effet sur le climat local, notamment sur la fréquence des vagues de chaleur et sur les épisodes de stagnation de l’air. Un surcroît de lumière du soleil et des températures plus élevées pourraient non seulement allonger les épisodes de pics d’ozone, mais pourrait aussi en aggraver leur intensité. Il s’agit là d’une perspective inquiétante pour l’Europe du Sud qui peine déjà à faire face à des épisodes de pics d’ozone au sol.

Les discussions internationales sur l’atténuation du changement climatique se sont accordées pour limiter l’augmentation de la température moyenne à l’échelle de la planète à 2 °C au-dessus des températures de l’ère préindustrielle. Nous ne sommes pas encore certains de réussir à limiter suffisamment les émissions de gaz à effet de serre pour atteindre cet objectif des 2 °C. Le Programme des Nations unies pour l’environnement a identifié les écarts existants entre les engagements actuels de réduction des émissions et le niveau de réduction nécessaire pour parvenir effectivement à l’objectif des 2 °C sur la base de plusieurs scénarios distincts d’évolution des émissions. Il apparaît clairement que des efforts supplémentaires portant sur une réduction accrue des émissions sont nécessaires afin d’accroître les chances de limiter à 2 °C l’augmentation de la température.

Selon les projections, certaines régions — comme l’Arctique — devraient connaître un réchauffement bien plus important. Des températures plus chaudes sur les terres et les océans devraient affecter les niveaux d’humidité dans l’atmosphère, ce qui pourrait avoir un effet sur les régimes pluviométriques. Pour l’instant, on ne sait pas exactement dans quelle mesure une augmentation ou une diminution des concentrations de vapeur d’eau dans l’atmosphère peut affecter ces régimes ou le climat à l’échelle locale et mondiale.

Cependant, l’étendue des impacts du changement climatique dépendra en partie de la façon dont les différentes régions s’adaptent au changement climatique. Des mesures d’adaptation — amélioration de l’aménagement urbain, adaptation des infrastructures comme les bâtiments ou les transports — sont déjà mises en place dans toute l’Europe, mais davantage de mesures de ce type seront nécessaires dans le futur. Il existe des mesures très variées pouvant être utilisées pour s’adapter au changement climatique. Par exemple, planter des arbres et augmenter la surface des espaces verts (parcs) dans les zones urbaines permet de diminuer les effets des vagues de chaleur tout en améliorant la qualité de l’air.

ImaginAIR: Windmills

(c) Bojan Bonifacic, ImaginAIR/EEA

Scénarios gagnant-gagnant possibles

De nombreux agents de forçage climatique sont des polluants atmosphériques courants. Les mesures visant la réduction des émissions de noir de carbone, d’ozone et de précurseurs de l’ozone sont bénéfiques tant pour la santé humaine que pour le climat. Les émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques ont les mêmes sources. C’est pourquoi limiter les émissions des premiers comme des seconds présentent des avantages potentiels.

L’Union européenne a pour objectif une économie plus compétitive caractérisée par une dépendance plus faible vis à vis des combustibles fossiles et un impact moindre sur l’environnement à l’horizon 2050. Concrètement, la Commission européenne a pour objectif de réduire les émissions domestiques de gaz à effet de serre de l’Union Européenne de 80 à 95 % en 2050 par rapport aux niveaux de 1990. L

a transition vers une économie à faibles émissions de carbone et une réduction substantielle des émissions de gaz à effet de serre ne peuvent se faire sans repenser la consommation énergétique de l’Union. Les objectifs de ces politiques visent à réduire la demande finale en énergie, à augmenter la part des énergies renouvelables (énergies solaire, éolienne, géothermique et hydroélectrique) et à réduire l’utilisation des combustibles fossiles. Ces politiques prévoient également une utilisation accrue des nouvelles technologies telles que la capture et le stockage du carbone, consistant à capter les émissions de dioxyde de carbone des installations industrielles et à les enfouir, principalement dans des formations géologiques d’où elles ne peuvent s’échapper dans l’atmosphère.

Certaines de ces technologies — en particulier la capture et le stockage du carbone — ne sont peut-être pas les meilleures solutions à long terme. Toutefois, en empêchant de grandes quantités de carbone de se répandre dans l’atmosphère à court et à moyen terme, elles peuvent nous aider à atténuer le changement climatique jusqu’au moment où les changements structurels à long terme commenceront à porter leurs fruits.

De nombreuses études confirment que des politiques efficaces de l’air et du climat peuvent avoir des effets bénéfiques mutuels. Des politiques visant à réduire les polluants atmosphériques peuvent contribuer à maintenir l’augmentation de la température mondiale moyenne en dessous de 2 °C. De même, des politiques climatiques visant à réduire les émissions de noir de carbone et de méthane peuvent diminuer les répercussions négatives sur notre santé et sur l’environnement.

Cependant, les politiques climatiques et les politiques en matière de qualité de l’air ne sont pas nécessairement toutes complémentaires. La technologie utilisée joue un rôle important. Par exemple, si certaines technologies de capture et de stockage du carbone peuvent effectivement contribuer à améliorer la qualité de l’air en Europe, il n’en va pas de même pour toutes les technologies. De même, le remplacement des combustibles fossiles par des biocombustibles peut contribuer à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à atteindre les objectifs en matière de climat. Mais cela peut également avoir pour effet d’augmenter les émissions de particules et d’autres polluants atmosphériques cancérigènes et donc de détériorer la qualité de l’air en Europe.

Le défi pour l’Europe est de garantir que ses politiques de l’air et du climat au cours de la décennie à venir privilégient et investissent dans des scénarios « gagnant-gagnant » et dans des technologies se renforçant mutuellement.

ImaginAIR: Vicious circle

(c) Ivan Beshev, ImaginAIR/EEA

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