Les vagues de chaleur sont de plus en plus fréquentes, sévères et durables. Ces périodes prolongées de temps chaud sont particulièrement dangereuses dans des endroits déjà chauds comme le Texas. En 2023, plus de 300 personnes sont mortes de la chaleur au Texas, selon le département des services de santé de l’État du Texas, soit le nombre le plus élevé depuis que l’État a commencé à recenser ces décès en 1989. Les chercheurs ont découvert que ce ne sont pas seulement les températures qui rendent les vagues de chaleur dangereuses, mais aussi l’augmentation des polluants atmosphériques liée à la chaleur.
En 2023, alors qu’une chaleur intense sévissait au Texas, Aridjis-Olivos a commencé à travailler avec son mentor Renyi Zhang et ses collègues du Centre pour la chimie atmosphérique et l’environnement (CACE) de l’université Texas A&M. Les vagues de chaleur devant s’aggraver aux États-Unis dans les prochaines années, l’équipe du CACE était motivée pour déterminer l’impact de la chaleur extrême sur la chimie atmosphérique et la qualité de l’air.
Les chercheurs ont conçu et mené une étude pilote sur la chimie atmosphérique pendant la vague de chaleur qui a frappé le Texas en août 2024. Ils ont prélevé des échantillons d’air jour et nuit, du 5 août au 3 septembre, sur le campus universitaire de College Station, au Texas, où les températures variaient entre 32 et 41 degrés Celsius (90 et 106 degrés Fahrenheit). De plus, l’échantillonnage de l’air a été effectué en l’absence d’incendies de forêt à proximité, ce qui a permis d’isoler les effets de la vague de chaleur elle-même sans l’influence de la fumée des incendies sur la qualité de l’air.
Les chercheurs ont analysé les échantillons d’air à la recherche de polluants préoccupants pour la santé publique, notamment les oxydes d’azote, l’ozone, les composés organiques volatils (COV) et les nanoparticules. Pour ce travail, ils ont utilisé une série d’instruments sensibles pour détecter les gaz à l’état de traces et mesurer les propriétés des aérosols, notamment un spectromètre de masse à temps de vol à réaction de transfert de protons (PTR-ToF-4000).
« On peut le considérer comme un nez ultra-sensible », a indiqué Aridjis-Olivos, ajoutant que le PTR-ToF-4000 détecte les COV puis « les marque délicatement afin qu’ils puissent être identifiés et pesés en temps réel ».
Les résultats ont montré des niveaux préoccupants d’ozone, de COV oxygénés et de nanoparticules riches en acide, dont la concentration augmentait avec la température extérieure. Les chercheurs ont également observé une augmentation des niveaux de polluants atmosphériques créés par des réactions chimiques dans l’air alimentées par la lumière du soleil. Ils ont notamment découvert que, pendant les vagues de chaleur, les arbres libèrent davantage d’émissions naturelles de COV, notamment de l’isoprène, un précurseur de l’ozone, qui pourrait être nocif dans les endroits fortement boisés, tels que College Station.
« Il était vraiment surprenant de constater à quel point ces émissions provenant des arbres augmentent pendant les vagues de chaleur et interagissent avec la pollution atmosphérique », explique Aridjis-Olivos, en référence aux nombreux chênes de la région. « En elles-mêmes, les émissions des arbres ne sont pas dangereuses. C’est lorsqu’elles réagissent avec d’autres émissions sous un fort rayonnement solaire que nous obtenons des niveaux élevés d’ozone et d’aérosols organiques secondaires qui sont dangereux pour la santé publique. »
Les chercheurs analysent actuellement des données supplémentaires issues de leurs travaux sur le terrain réalisés en août 2024. En attendant, ils partagent leurs recommandations pour rester en sécurité pendant les vagues de chaleur :
- Restez à l’intérieur pendant les heures d’ensoleillement maximal (généralement de midi à 16 heures), lorsque les températures et les niveaux d’ozone sont les plus élevés.
- Évitez de faire de l’exercice ou de vous déplacer à proximité des grands axes routiers ou des points chauds urbains pendant les périodes de chaleur extrême.
- Surveillez l’indice local de qualité de l’air et adaptez vos projets en extérieur en conséquence, dans la mesure du possible.
- Gardez les fenêtres fermées pour limiter votre exposition aux polluants atmosphériques extérieurs.
Si ces conseils peuvent aider à court terme, les chercheurs affirment que de réels progrès dépendent de la compréhension de l’impact du changement climatique sur la chimie atmosphérique et la qualité de l’air, afin que les scientifiques puissent mieux prédire la formation de polluants et protéger la santé publique.
Source : ACS
