Les satellites révèlent des tendances significatives d’émissions anthropiques dans les villes asiatiques

Les données satellitaires à long terme (2005-2019) du formaldéhyde mesuré avec le capteur OMI à bord de la charge utile Aura révèlent de fortes augmentations au Moyen-Orient (3.6%/an) et sur le sous-continent indien (2.4%/an), où la réglementation des émissions de composés volatils organiques (COV) provenant des activités humaines est actuellement limitée. Des augmentations plus faibles sont observées dans les villes chinoises, où de telles réglementations ont été introduites récemment. Des tendances majoritairement négatives sont observées au-dessus des villes situées à Taïwan et au Japon, où la législation est en vigueur depuis le début des années 2000.

Des observations de formaldéhyde aux tendances des émissions

Les composés organiques volatils anthropiques (COVA) sont des constituants atmosphériques clés affectant la qualité de l'air et le climat en raison de leur rôle dans la formation d'ozone et d'aérosols organiques. Les émissions de COVA sont importantes dans les zones urbaines et industrialisées et leurs principales sources comprennent les combustibles fossiles, les procédés industriels, l'utilisation de solvants et le transport routier.

La dérivation des émissions des COVA et de leurs tendances à l'aide d'observations satellitaires du formaldéhyde (HCHO) est difficile en raison du signal HCHO généralement faible dû aux sources anthropiques. Ce travail montre que les tendances des émissions peuvent être établies avec précision au-dessus de nombreuses grandes villes d'Asie, sur la base des données de la colonne HCHO de l'instrument satellite OMI sur une période de 15 ans, de 2005 à 2019.

Sur les 133 villes étudiées, des tendances significatives sont trouvées pour 77 villes. Des tendances positives sont constatées pour la plupart des zones urbaines (cf. Figure 1 et Figure 2).

  • Les tendances observées sur la Chine sont relativement faibles et majoritairement positives.
  • Dans le sous-continent indien, on observe de fortes tendances positives, estimées en moyenne à 1.4% par an.
  • Des tendances positives sont également observées au Moyen-Orient et en Asie centrale atteignant jusqu'à 3.6% par an (Karaj, Iran).
  • Des tendances négatives importantes sont constatées au Japon, estimées en moyenne à −1.5% par an pour toutes les villes considérées.
  • A Taïwan, les tendances HCHO sont également majoritairement négatives.

NO2 et HCHO: des tendances différentes

La réglementation chinoise sur les COV n'ayant été mise en place que récemment, les tendances du HCHO calculées entre 2005 et 2018 ne valident pas encore ces efforts. Néanmoins, l'effet des réglementations COVA est clairement visible dans deux mégapoles importantes (Dongguan et Chengdu). Au Japon et à Taïwan, des tendances négatives sont constatées, démontrant que les réglementations sur la qualité de l'air ciblant les émissions des COVA sont efficaces dans ces pays.

Le contraste entre l'évolution observée des colonnes de NO2 et de HCHO sur les villes asiatiques (cf. Figure 1 et Figure 3) illustre bien que les contrôles des émissions ciblant les sources de NOx ont peu ou pas d'impact sur les émissions des COVA, en particulier sur la Chine, car les principales sources de NOx et AVOC sont nettement différentes.

Les différences importantes entre les tendances de HCHO et NO2 soulignent qu'une législation ciblant spécifiquement les émissions de COV est nécessaire pour améliorer la qualité de l'air. Le nombre limité d'initiatives visant à réglementer les émissions des COVA est mis en évidence par les tendances positives détectées dans la colonne de HCHO dans de nombreux pays asiatiques, contrastant avec les tendances plus faibles, voire négatives, dans les pays où des régulations sont mises en place.

 

Référence

Bauwens, M., B. Verreyken, T. Stavrakou, J.-F. Müller and I. De Smedt: Spaceborne evidence for significant anthropogenic VOC trends in Asian cities over 2005-2019. Environ. Res. Lett. 17, 015008, https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac46eb, 2022.

Carte tendances HCHO 133 grandes villes asiatiques
Tendances HCHO (en % par an) sur 133 grandes villes asiatiques considérées dans cette étude. Les cercles colorés indiquent les villes pour lesquelles des tendances significatives sont détectées (77), les cercles blancs indiquent les villes sans tendance significative (56).
Tableau barres tendances du HCHO pays asiatiques
Figure 2. Tendances du HCHO exprimées en % par an pour les grandes villes de (a) Chine, (b) du sous-continent indien, (c) du Moyen-Orient et (d) des autres pays asiatiques. Les barres d'erreur indiquent l'incertitude sur les tendances calculées.
Catres NO2 tendances du NO2 133 villes 2011
Figure 3. Tendances du NO2 de OMI sur les 133 villes étudiées ici pour la période 2005-2019 (panneau supérieur) et pour deux périodes plus courtes, mettant en évidence le changement de tendance vers 2011 (panneaux inférieurs).