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Pollution atrnospherique
1.3 Quelques echelles de temps
Pour determiner l'impact d'une espece chimique emisc ou formee dans l'atmosphere, il suffit de comparer Ie temps de transport atrnospherique et Ie temps
de residence atrnospherique de l'espece.
Si Ie temps de residence est de l'ordre du temps de transport caracteristique
de l'echelle continentale (Europe par exemple), alors l'impact de l'espece sera
a minima continental. Si Ie temps de residence est comparable au temps de
transfert de la troposphere a la stratosphere, alors la pollution touchera aussi
la stratosphere, etc.
1.3.1 Temps de transport
Une rapide analyse d'ordre de grandeur permet de donner une estimation
des temps caracteristiques de transport. Un outil prccieux est egalement fourni
par l'etude des traceurs (des especes qui ne participent qu'a des processus lincalrcs), notamment radioactifs (krypton, radon, strontium). Cela permet de
quantifier aiscment les temps caracteristiques de melange entre les grands reservoirs atmospheriqucs (troposphere, stratosphere, hemispheres). Des exemples
sont donnes par les problernes 1.1 et 1.3.
1.3.1.1 Transport horizontal
Le moteur du transport horizontal est Ie vent. Une vitesse caracteristique du
vent zonal (ouest/est) est de l'ordre de U ~ 10ms- l. Pour Ie vent meridional
(sud/nord), la vitesse est plus faible, de l'ordre de U ~ 1 - 2 m s-l.
Sur cette base, il est aise de calculer les temps caracteristiques de transport
pour une espece emisc a moyenne latitude (typiquement Europe ou Amerique
du Nord). En fonction de l'echelle spatiale consideree (L), avec T == L/U, on
obtient :
• pour Ie transport continental : quelques jours ;
• pour Ie transport intercontinental (transatlantique, transpacifique) : de 1
a 2 semaines ;
• pour Ie melange hemispherique : de 1 a 2 mois ;
• pour Ie transport aux poles ou a I'equatcur : de 1 a 2 mois.
Un point-ole est Ie fonctionnement tres disjoint des deux hemispheres (sud
et nord), Ie passage d'un hemisphere a l'autre et.ant rendu difficile par la zone
de convergence tropicale (ITCZ pour Inter-Tropical Convergence Zone), qui
se caracterise par l'ascendance de masses d'air chaud et humide (figure 1.6).
En pratique, Ie temps de transfert interhernispherique est de l'ordre de 1 an
(probleme 1.1), Ie transfert entre hemispheres s'effectuant via des ouragans, via
les deplacements saisonniers de l'ITCZ ou via des ruptures locales de l'ITCZ
(liees, par exemple, a la mousson).
Pollution atrnospherique
1.3 Quelques echelles de temps
Pour determiner l'impact d'une espece chimique emisc ou formee dans l'atmosphere, il suffit de comparer Ie temps de transport atrnospherique et Ie temps
de residence atrnospherique de l'espece.
Si Ie temps de residence est de l'ordre du temps de transport caracteristique
de l'echelle continentale (Europe par exemple), alors l'impact de l'espece sera
a minima continental. Si Ie temps de residence est comparable au temps de
transfert de la troposphere a la stratosphere, alors la pollution touchera aussi
la stratosphere, etc.
1.3.1 Temps de transport
Une rapide analyse d'ordre de grandeur permet de donner une estimation
des temps caracteristiques de transport. Un outil prccieux est egalement fourni
par l'etude des traceurs (des especes qui ne participent qu'a des processus lincalrcs), notamment radioactifs (krypton, radon, strontium). Cela permet de
quantifier aiscment les temps caracteristiques de melange entre les grands reservoirs atmospheriqucs (troposphere, stratosphere, hemispheres). Des exemples
sont donnes par les problernes 1.1 et 1.3.
1.3.1.1 Transport horizontal
Le moteur du transport horizontal est Ie vent. Une vitesse caracteristique du
vent zonal (ouest/est) est de l'ordre de U ~ 10ms- l. Pour Ie vent meridional
(sud/nord), la vitesse est plus faible, de l'ordre de U ~ 1 - 2 m s-l.
Sur cette base, il est aise de calculer les temps caracteristiques de transport
pour une espece emisc a moyenne latitude (typiquement Europe ou Amerique
du Nord). En fonction de l'echelle spatiale consideree (L), avec T == L/U, on
obtient :
• pour Ie transport continental : quelques jours ;
• pour Ie transport intercontinental (transatlantique, transpacifique) : de 1
a 2 semaines ;
• pour Ie melange hemispherique : de 1 a 2 mois ;
• pour Ie transport aux poles ou a I'equatcur : de 1 a 2 mois.
Un point-ole est Ie fonctionnement tres disjoint des deux hemispheres (sud
et nord), Ie passage d'un hemisphere a l'autre et.ant rendu difficile par la zone
de convergence tropicale (ITCZ pour Inter-Tropical Convergence Zone), qui
se caracterise par l'ascendance de masses d'air chaud et humide (figure 1.6).
En pratique, Ie temps de transfert interhernispherique est de l'ordre de 1 an
(probleme 1.1), Ie transfert entre hemispheres s'effectuant via des ouragans, via
les deplacements saisonniers de l'ITCZ ou via des ruptures locales de l'ITCZ
(liees, par exemple, a la mousson).