L’inversion thermique, phénomène qui piège la pollution de l’air

Les neiges du début du mois de décembre 2021 annoncent une saison hivernale révolue.

Mais depuis plusieurs semaines, un puissant anticyclone stationne au nord-ouest de la péninsule, faisant dériver les grains vers le nord. C’est ce que l’on appelle un blocage anticyclonique.

Conséquences : une stabilité atmosphérique durable, du gel, un début d’année hydrologique parmi les plus secs des 60 dernières années et une succession de phénomènes d’inversion thermique qui s’accompagnent d’un « cadeau » : l’augmentation des niveaux de pollution atmosphérique.

Modèle GFS du 25 janvier prévu pour le 1er février 2022. Source : www.meteovigo.es

Qu’est-ce qu’une inversion thermique ?

Pour comprendre ce phénomène, il faut d’abord comprendre le comportement normal de l’atmosphère.

Lorsque l’atmosphère fonctionne en mode normal

La température de l’air diminue avec l’altitude, d’environ 6,5°C tous les 1000 mètres. La sensation de froid augmente donc au fur et à mesure que l’on gravit une montagne, par exemple. Le processus habituel est le suivant :

  • Pendant la journée, le soleil chauffe la surface de la terre. En conséquence, l’air de la couche atmosphérique la plus proche du sol augmente en température.
  • Cet air pèse moins lourd, ce qui lui permet de s’élever plus facilement, comme c’est le cas pour les montgolfières.
  • En s’élevant, l’air chaud se refroidit et devient plus dense ou plus lourd. Ce changement fait que la masse d’air est attirée par la gravité terrestre, ce qui provoque un mouvement convectif.

Que se passe-t-il lorsqu’une inversion thermique se produit ?

Bien que ce qui précède décrive le fonctionnement normal de l’atmosphère, le contraire est parfois vrai.

En hiver, lorsque les nuits sont plus froides et plus longues, et surtout lorsque l’atmosphère est stable (ciel clair, peu de vent, etc.), le fond des vallées est plus frais que les sommets des montagnes environnantes. Ce phénomène est le résultat d’une couche d’inversion thermique ou de température et est bien visible car la fumée, par exemple, se répand horizontalement, près du sol.

Le tweet suivant de l’US Weather Service montre clairement une inversion thermique.

Mais voyons plus en détail comment se produit cette inversion de température :

  • Lorsque le soleil se couche, la surface de la Terre commence à se refroidir, ce qui entraîne une perte de température de l’air le plus proche du sol.
  • Cette couche d’air est plus froide que la couche d’air située directement au-dessus d’elle. Comme elles ont des densités différentes, elles ne peuvent pas se mélanger.
  • L’inversion thermique est corrigée lorsque le soleil réchauffe la surface de la terre, rétablissant ainsi les conditions normales de fonctionnement.

Quel est le lien entre l’inversion de température et la qualité de l’air ?

Les niveaux de pollution atmosphérique sont généralement plus élevés pendant les épisodes d’inversion thermique. Pourquoi ? Nous l’avons mentionné dans la section précédente : parce que les couches atmosphériques ne se mélangent pas.

Cette situation a pour conséquence de « piéger » les polluants dans l’air le plus proche de la surface terrestre, sans possibilité de s’élever et de se disperser. Dans les zones urbaines, par exemple, les émissions provenant du trafic ou du chauffage stagnent dans ces couches, exposant les habitants à des épisodes de qualité de l’air qui peuvent varier de passable à très défavorable (selon la classification utilisée dans l’indice national de la qualité de l’air).

Le grand brouillard de Londres de 1952, un exemple « classique » d’inversion thermique

L’un des épisodes les plus connus d’inversion thermique accompagnée de niveaux élevés de pollution est le fameux Grand Smog de Londres en 1952, 5 jours qui ont coûté la vie à quelque 12 000 personnes. La description donnée à l’époque par le correspondant du journal ABC est impressionnante :

« Ces brouillards épais, presque solides, qui dévorent les autobus précédés d’un homme à pied, une hache de résine à la main ; qui amortissent le son ; qui obligent les « cinémas » à annoncer au public que « la visibilité de l’écran ne va pas au-delà du quatrième rang » ; qui suspend, comme le 8 décembre dernier, une représentation de La Traviata à cause de la laryngite subite du ténor et des deux sopranos et parce que les chœurs ne voyaient pas la baguette du maestro ; qui entre aussi dans les maisons et les poumons ; qui salit les meubles et noircit les vêtements et la salive, qui colle aux vitres, aux rideaux et aux tableaux, c’est le fléau des cardiaques, des asthmatiques et de ceux dont les bronches sont en souffrance et qui meurent. Ils meurent sans assistance, parfois, parce que le médecin ne peut les atteindre à temps à travers « la couverture » qui rétrécit l’horizon à deux mètres.« 

Comment faire face à ces phénomènes d’inversion de température et de forte pollution ?

Au-delà de quelques projets quelque peu hasardeux et aux conséquences inconnues dont l’objectif principal est de contrôler le climat en « ensemençant » les nuages par l’injection d’iodure d’argent, la vérité est qu’il n’existe pas de solution magique pour corriger cette situation d’un seul coup.

Cependant, nous pouvons mettre en œuvre des mesures telles que la surveillance de la qualité de l’air à l’aide d’appareils tels que ceux proposés par Arantec, dont Smarty Air est l’un des meilleurs exemples. Mesurer les niveaux de pollution de manière hyperlocale nous permettra toujours d’adopter des mesures qui contribueront à protéger la santé des groupes les plus vulnérables, à savoir les personnes âgées, les enfants, les personnes souffrant d’affections respiratoires ou cardiaques et les femmes enceintes.

Conclusion

Les inversions thermiques, en tant que telles, ne présentent aucun risque pour la santé humaine, au-delà de la sensation de froid de l’hiver.

Cependant, ils contribuent à piéger les émissions de polluants anthropiques dans les couches atmosphériques les plus proches du sol.

La surveillance en temps réel de la qualité de l’air fournit des informations qui peuvent nous aider à prendre des mesures appropriées. Et lorsqu’il s’agit de protéger la santé humaine, toutes les solutions que nous pouvons mettre en place pour minimiser les effets néfastes de la pollution doivent être prises en compte.

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