Formation de l'ozone dans la troposphère
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| La présence de l'ozone
dans la troposphère a d'abord été attribuée à des transferts dynamiques d'ozone
stratoshérique. En fait, il semble que seulement 10% de l'ozone troposphérique provienne
de la stratosphère. Les 90% restants se forment à proximité du sol, et les oxydes
d'azote, le monoxyde de carbone ainsi que le radical OH jouent un rôle important dans le
processus de formation. Les oxydes d'azote NO et NO2 résultent de la combinaison de l'oxygène et de l'azote, éléments très répandus dans la troposphère ; les réactions qui conduisent à ces oxydes d'azote sont d'origine naturelle (orages, incendies de forêts...) ou induites par les activités humaines (combustion des hydrocarbures, pour le transport ou le chauffage...) La photodissociation du dioxyde d'azote à des longueurs d'onde comprises entre 280 et 430 nm constitue une source possible d'ozone : NO2 -> NO + O (en présence de rayonnement solaire de courte longueur d'onde), puis O + O2 -> O3 (en présence d'autres oxydants, sinon, NO2 se reforme : NO + O3 -> NO2 + O2) Le monoxyde de carbone CO, qui résulte pour une large part des activités humaines (combustion des hydrocarbures...) , en présence du radical OH, apporte la contribution nécessaire à la formation d'ozone. Les processus dans leur ensemble sont très compliqués. Si l'atmosphère contient assez d'oxydes d'azote, on peut grossièrement schématiser la production d'ozone par l'équation de réaction suivante : CO + 2 O2 -> CO2 + O3, avec NO et NO2 comme catalyseurs. On voit que les sites de forte activité
industrielle et de circulation automobile intense, où la production d'oxydes d'azote et
d'oxydes de carbone est importante, sont propices à la formation de l'ozone. Ceci est
accentué lorsque des conditions anticycloniques persistent durant plusieurs jours, car la
stabilité de la masse d'air empêche toute dispersion des polluants. Au début du mois de
mars 1997, une semaine de beau temps stable a suffi pour générer des niveaux de
pollution très importants sur l'Ile de France, obligeant le gouvernement à prendre des
mesures spécifiques pour la circulation automobile. Au mois d'août de la même année,
un épisode de pollution par l'ozone s'est manifesté du 8 au 24
août.
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| D'une manière
générale, la concentration d'ozone a tendance à augmenter dans la troposphère, et pas
seulement dans les zones urbanisées, car la déforestation tropicale a dans ce domaine
les mêmes effets que la circulation automobile. Des observations réalisées à
l'observatoire du pic du Midi de Bigorre, dans les Hautes Pyrénées, montrent qu'au
début du siècle la concentration en ozone y était de 10 ppbv (10
parties par milliard, en volume), alors qu'elle atteint maintenant 50 ppbv.
Ces résultats sont assez représentatifs de l'évolution qui a eu lieu au cours de cette
période dans l'hémisphère nord.
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