Rapport sur la caractérisation du bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound 2014 : chapitre 13


13. Qualité de l’air et changements climatiques

Brian Lamb, Serena Chung, Rodrigo Gonzales, Jeremy Avise (Université de l’État de Washington), Janya Kelly, David Plummer, Paul Makar, Bill Taylor et Roxanne Vingarzan (Environnement Canada)

Les incidences des changements climatiques au cours du XXIe siècle seront vraisemblablement omniprésentes, et la qualité de l’air ne fera pas exception. Les scénarios relatifs à la qualité de l’air qui ont été soulignés dans les chapitres précédents représentent des projections reposant uniquement sur les mesures de contrôle des émissions proposées ou sur la mise en œuvre de mesures de gestion de la qualité de l’air. Ces projections supposent que d’autres facteurs, notamment la météorologie, ont été maintenus à un niveau stable de sorte à isoler l’effet des émissions futures sur les concentrations ambiantes. Un portrait plus réaliste de la future qualité de l’air, toutefois, pourrait être obtenu en prenant en compte un éventail d’autres changements environnementaux qui devraient résulter des changements climatiques. Bien que la vision populaire, voire simpliste, du réchauffement climatique se limite peut-être à la hausse des températures, ce chapitre donne une vue d’ensemble des nombreux changements environnementaux d’ordre climatique qui sont prévus à l’échelle mondiale au cours du XXIe siècle et de leurs effets potentiels sur la qualité de l’air. Ce point de vue relatif aux changements climatiques est appelé « changements planétaires ».

13.1 Changements planétaires

Les changements planétaires englobent les nombreux effets du réchauffement climatique, les changements relatifs aux émissions de polluants anthropiques ainsi que les changements relatifs à l’utilisation des terres ou à la couverture terrestre attribuables aux effets climatiques, à l’urbanisation et aux décisions en matière de gestion des terres. Chacun de ces aspects des changements planétaires a le potentiel de changer les niveaux de pollution atmosphérique à l’échelle locale et régionale. Dans le nord-ouest du Pacifique, l’intersection de plusieurs facteurs, dont les changements climatiques locaux, l’urbanisation, les changements relatifs à l’utilisation des terres ou à la couverture terrestre ainsi que le transport sur de longues distances de polluants atmosphériques asiatiques dans l’avenir, donne lieu à un ensemble complexe de conditions pour l’élaboration de programmes de gestion de la qualité de l’air. Dans ce chapitre, les effets de ces changements sont brièvement examinés, et des résultats récents fondés sur la réduction d’échelle dynamique des simulations climatiques et la modélisation mondiale du transport chimique sont présentés. L’objectif est de démontrer les types d’incidences et leur étendue par rapport aux changements planétaires et à la qualité de l’air.

Les changements climatiques, en l’absence d’autres caractéristiques de changements planétaires, peuvent avoir des effets sur l’ozone et les concentrations de matières particulaires de différentes façons. Ces effets comprennent l’impact des températures plus élevées sur les taux de réaction chimique, une humidité atmosphérique accrue pouvant réduire les niveaux d’ozone, voire augmenter la masse de matières particulaires, des changements relatifs aux taux de dépôts humides associés à des changements en matière de précipitations ainsi que des augmentations d’émissions biosynthétiques attribuables à des températures plus élevées et à des processus biochimiques améliorés. Les changements climatiques devraient augmenter la fréquence des incendies de forêt, ce qui pourrait également avoir des répercussions importantes liées à la pollution atmosphérique à l’échelle régionale.

Au cours de la dernière décennie, l’Environmental Protection Agency des États-Unis a financé plusieurs programmes de recherche destinés à évaluer les incidences des changements planétaires sur la future qualité de l’air. Dans ces projets de recherche distincts, une variété de méthodes, de modèles et de scénarios mondiaux sont abordés. Weaver et al. (2009) ont présenté une synthèse de bon nombre de ces projets et ont découvert qu’en général, une pénalité liée aux changements climatiques est associée à l’ozone, de sorte que des conditions futures plus chaudes mènent à des niveaux d’ozone plus élevés (avec des émissions constantes), et de plus grandes réductions des émissions de composés organiques volatils ou de NOx seront nécessaires pour maintenir des niveaux acceptables d’ozone comparativement aux conditions climatiques actuelles. En ce qui concerne les matières particulaires, les effets du climat sont plus complexes, et les résultats actuels n’offrent aucune indication précise de l’effet général des changements climatiques sur les matières particulaires dans les conditions futures (Jacob et Winner, 2010).

Au Canada, des chercheurs d’Environnement Canada ont couplé avec succès le modèle de transport chimique, AURAMS (système régional unifié de modélisation de la qualité de l’air), avec le modèle climatique régional canadien (MCRC4.2) pour modéliser les effets des changements climatiques sur les concentrations d’ozone, les matières particulaires de 2,5 microns (MP2,5) et ses précurseurs à l’échelle de l’Amérique du Nord. Les résultats de ces efforts de modélisation sont abordés plus loin dans ce chapitre.

13.2 Scénarios et modèles liés aux changements climatiques mondiaux et régionaux

Puisque les concentrations de gaz à effet de serre constituent un facteur important dans le bilan énergétique de la Terre, l’une des grandes incertitudes liées à la modélisation des changements climatiques relève de l’estimation des futures émissions de gaz à effet de serre. Au XXIe siècle, l’humanité pourrait emprunter une parmi plusieurs voies économiques, politiques, sociales ou technologiques possibles, chacune d’elles menant à une variété d’activités produisant des gaz à effet de serre. Étant donné qu’il est impossible de connaître l’avenir avec un quelconque degré de certitude, les approches de modélisation des changements climatiques doivent reposer sur la création de scénarios d’émissions plausibles selon différents ensembles d’hypothèses concernant l’avenir.

Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) a été établi par les Nations Unies et l’Organisation météorologique mondiale à titre d’organisme scientifique pour examiner et évaluer les renseignements scientifiques et socioéconomiques sur les risques associés aux changements climatiques. Depuis 1990, le Groupe a publié une évaluation mise à jour environ tous les cinq ans, la plus récente (quatrième rapport d’évaluation) ayant été publiée en 2007. En vue de la préparation du troisième rapport d’évaluation en 2001, un comité du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat a préparé un Rapport spécial sur les scénarios d’émissions pour orienter la réalisation d’études relatives aux changements climatiques (Nakicenovic et al., 2000). Les scénarios de ce rapport offrent des estimations des futures émissions de gaz à effet de serre selon différentes hypothèses concernant la croissance de la population, le développement économique, la technologie et les changements relatifs à l’utilisation des terres. Le Rapport compte actuellement 40 différents scénarios, lesquels sont regroupés en quatre familles générales de scénarios appelées A1, A2, B1 et B2. Chaque famille de scénarios est représentée par une prévision sur un siècle des émissions mondiales de gaz à effet de serre, comme l’illustre la Figure 13.1.

Voici une brève description des quatre familles de scénarios :

  • La famille de scénarios A1 décrit un monde futur où la croissance économique est très rapide, où la population mondiale atteint son plus haut point au milieu du siècle et diminue par la suite et où de nouvelles technologies plus efficaces sont rapidement introduites. La famille A1 comprend trois sous-scénarios qui décrivent les différentes directions possibles en matière de changements technologiques relatifs au système énergétique : une forte intensité de combustibles fossiles (A1FI), des sources d’énergie autres que les énergies fossiles (A1T) et un équilibre entre toutes les sources d’énergie (A1B).
  • La famille de scénarios A2 décrit un monde très hétérogène où le thème sous-jacent est l’autonomie et la préservation des identités locales. Les taux de fertilité et le développement économique ont une orientation principalement régionale. On prévoit une augmentation lente mais progressive de la population mondiale, alors que les changements technologiques sont plus fragmentés et plus lents à s’opérer que dans les autres scénarios.
  • La famille de scénarios B1 décrit elle aussi une population mondiale atteignant son plus haut point au milieu du siècle pour ensuite diminuer, mais elle indique un virage rapide des structures économiques vers une économie de services et d’information; elle fait état aussi d’une réduction de l’intensité matérielle et de l’introduction de technologies propres et écoefficaces. L’accent est mis sur des solutions mondiales qui visent une durabilité économique, sociale et environnementale, ce qui comprend une amélioration de l’équité sans toutefois comprendre des initiatives climatiques supplémentaires.
  • La famille de scénarios B2 décrit un monde où l’accent est mis sur des solutions locales dans le sens de la durabilité économique, sociale et environnementale. On prévoit que la population mondiale augmentera continuellement à un taux inférieur à celui du scénario A2. Il s’agit d’un monde caractérisé par des niveaux intermédiaires de développement économique et par des changements technologiques moins rapides mais plus diversifiés que dans les scénarios B1 et A1. Ce scénario est axé sur la protection de l’environnement et sur l’équité sociale aux échelles locale et régionale.

 

Figure 13.1 Quatre scénarios du Rapport spécial sur les scénarios d’émissions qui illustrent différentes prévisions en matière d’émissions de gaz à effet de serre pour le XXIe siècle. Adapté du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, 2001.

Figure 13.1 Quatre scénarios du Rapport spécial sur les scénarios d’émissions qui illustrent différentes prévisions en matière d’émissions de gaz à effet de serre pour le XXIe siècle. Adapté du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, 2001. (Voir la description ci-dessous)

Remarques : Il s’agit des émissions annuelles totales de CO2 provenant de toutes les sources (énergie, industrie et changements liés à l’utilisation des terres) de 1990 à 2100 (en gigatonnes de carbone [GtC/an]) pour les familles et six groupes de scénarios. Les 40 scénarios du Rapport spécial sur les scénarios d’émissions sont présentés par les quatre familles (A1, A2, B1 et B2) et six groupes de scénarios : le groupe A1FI (forte intensité de combustibles fossiles, qui comprend les scénarios avec une forte utilisation du charbon et les scénarios avec forte utilisation du pétrole et du gaz), le groupe A1T (sources d’énergie prédominantes autres que les énergies fossiles), le groupe A1B équilibré qui se trouve dans la figure 13.1a, le groupe A2 (changements technologiques lents) de la figure 13.1b, le groupe B1 (changements rapides des structures économiques et utilisation de technologies écoefficaces) de la figure 13.1c et le groupe B2 (changements technologiques moins rapides, mais plus diversifiés) de la figure 13.1d. Chaque bande colorée qui représente des émissions illustre l’ensemble des scénarios au sein de chaque groupe. Pour chacun des six groupes de scénarios, un scénario explicatif est fourni, ce qui comprend les quatre scénarios explicatifs de référence (A1, A2, B1, B2, lignes pleines) et deux scénarios explicatifs pour A1FI et A1T (lignes pointillées) (fourni par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, 2000).

Description de la figure 13.1

La figure 13.1 est composée de quatre diagrammes ayant chacun un graphique des émissions annuelles mondiales totales de CO2 provenant de toutes les sources (énergie, industrie et changements liés à l'utilisation des terres) en gigatonnes de carbone par année (GtC/an), de 1990 à 2100. Chaque diagramme présente quatre familles générales de scénarios du Rapport spécial sur les scénarios d'émissions. Dans le diagramme A, il y a la famille de scénarios A1, y compris le groupe A1F1 (forte intensité de combustibles fossiles, qui comprend les scénarios avec une forte utilisation du charbon et les scénarios avec forte utilisation du pétrole et du gaz). Dans le diagramme B, il y a la famille de scénarios A2 (changements technologiques lents). Dans le diagramme C, il y a la famille de scénarios B1 (changements rapides des structures économiques et utilisation de technologies écoefficaces). Dans le diagramme D, il y a la famille de scénarios B2 (changements technologiques moins rapides, mais plus diversifiés). Dans chaque diagramme, une bande colorée qui représente des émissions illustre l'ensemble des scénarios au sein de chaque groupe. Six scénarios explicatifs sont fournis, y compris quatre scénarios explicatifs de référence (A1, A2, B1, B2, lignes pleines) et deux scénarios explicatifs pour A1FI et A1T (lignes pointillées).

Le diagramme A illustre le scénario A1F1, selon lequel les émissions de CO2 augmentent rapidement par rapport aux niveaux de 1990 d'environ 8 GtC/an, pour passer à environ 25 GtC/an en 2050 (fourchette de 22 à 27 GtC/an) avant de se stabiliser lentement à l'horizon 2080 à environ 29 GtC/an (la fourchette indiquée par la bande d'émissions en couleur est de 27 à 35 GtC/an). Selon le scénario A1B, les émissions de CO2 augmentent lentement par rapport aux niveaux de 1990 pour se situer à environ 17 GtC/an en 2050 (la fourchette indiquée par la bande d'émissions en couleur est de 13 à 25 GtC/an), et diminuent ensuite légèrement à l'horizon 2100 pour se situer à environ 15 GtC/an (la fourchette indiquée par la bande d'émissions en couleur est de 15 à 19 GtC/an). Selon le scénario A1T, les émissions de CO2 augmentent lentement par rapport aux niveaux de 1990 pour se situer à environ 12 GtC/an en 2040 (la fourchette indiquée par la bande d'émissions en couleur est de 10 à 12 GtC/an), et diminuent ensuite légèrement à l'horizon 2100 pour se situer à environ 5 GtC/an (la fourchette indiquée par la bande d'émissions en couleur est de 5 à 10 GtC/an).

Selon le scénario A2 illustré dans le diagramme B, les émissions de CO2 augmentent constamment par rapport aux niveaux de 1990 d'environ 8 GtC/an pour passer à environ 29 GtC/an en 2100. La limite inférieure des émissions des différents scénarios d'émissions demeure stable de 1990 à 2030, et augmente ensuite pour atteindre environ 22 GtC/an en 2100. La limite supérieure des émissions des différents scénarios d'émissions en 2100 est d'environ 35 GtC/an.

Selon le scénario B1 illustré dans le diagramme C, les émissions de CO2 augmentent légèrement par rapport aux niveaux de 1990 d'environ 8 GtC/an pour se situer à environ 12 GtC/an en 2040 (la fourchette indiquée par la bande d'émissions en couleur est de 9 à 18 GtC/an), et diminuent ensuite à l'horizon 2100 pour se situer à environ 5 GtC/an (la fourchette indiquée par la bande d'émissions en couleur est de 2 à 11 GtC/an).

Selon le scénario B2 illustré dans le diagramme D, les émissions de CO2 augmentent constamment par rapport aux niveaux de 1990 d'environ 8 GtC/an pour passer à environ 12 GtC/an en 2100. Ce niveau est près de la limite inférieure des émissions pour les différents scénarios. La limite supérieure des émissions des différents scénarios d'émissions en 2100 est d'environ 22 GtC/an.

 

En vue de préparer le cinquième rapport d'évaluation du Groupe, on a élaboré un nouvel ensemble de scénarios, intitulé « profils représentatifs d'évolution de concentration », à l'intention de la communauté chargée de la modélisation du climat (Moss et al., 2008). L’objectif principal de ces profils est de fournir, en temps opportun, les scénarios les plus à jour possible qui doivent servir à produire de nouvelles simulations de modèles climatiques (Van Vuuren et al., 2008). Les profils représentatifs d’évolution de concentration sont composés de quatre profils dressés par quatre groupes de modélisation individuels. Ils sont nommés selon leur niveau de forçage radiatif de 2100, comme l’indiquent les équipes de modélisation individuelles. Contrairement aux scénarios du Rapport spécial sur les scénarios d’émissions, les trajectoires des scénarios des profils représentatifs d’évolution de concentration ne sont pas liées à des scénarios socioéconomiques ou d’émissions uniques; ils peuvent cependant découler de différentes combinaisons de futurs scénarios économiques, technologiques, démographiques, politiques et instructifs. La communauté de recherche a relevé un scénario d’émissions précis (y compris les données sur l’utilisation des terres et la couverture terrestre) à partir de la documentation examinée par les pairs; ce scénario constitue un chemin plausible vers l’atteinte de chaque objectif en matière de trajectoire de forçage radiatif (Moss et al., 2010). La Figure 13.2 illustre la façon dont les profils représentatifs d’évolution de concentration sélectionnés (2,6; 4,5; 6,0 et 8,5) représentent la documentation en ce qui concerne le forçage radiatif (Figure 13.2a) et les émissions énergétiques et industrielles de CO2 (Figure 13.2b). La série choisie de profils représentatifs d’évolution de concentration couvre l’éventail de scénarios de forçage radiatif qui figure dans la documentation publiée en septembre 2007 (Moss et al., 2010). En ce qui concerne les émissions énergétiques et industrielles de CO2, le profil 8,5 représente le 90e centile de l’éventail d’émissions de référence, alors que le profil 2,6 représente les trajectoires inférieures au 10e centile des scénarios d’atténuation.

 

Figure 13.2 Quatre scénarios de profils représentatifs d’évolution de concentration qui illustrent différentes prévisions en matière d’émissions de gaz à effet de serre pour le XXIe siècle. Adapté du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, 2001.

Figure 13.2 Quatre scénarios de profils représentatifs d’évolution de concentration qui illustrent différentes prévisions en matière d’émissions de gaz à effet de serre pour le XXIe siècle. Adapté du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, 2001. (Voir la description ci-dessous)

Remarques :

a) Changements en matière de forçage radiatif par rapport aux conditions préindustrielles. Les lignes colorées en gras représentent les quatre profils représentatifs d’évolution de concentration; les lignes minces représentent des scénarios individuels tirés à partir d’environ 30 scénarios de profils potentiels qui offrent des renseignements sur l’ensemble des principaux facteurs touchant le forçage radiatif (Van Vuuren et al., 2008) et de l’ensemble plus important analysé par le groupe de travail III du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat durant l’élaboration du quatrième rapport d’évaluation (Fisher et al., 2007).

b) Émissions énergétiques et industrielles de CO2 pour les profils potentiels représentatifs d’évolution de concentration. L’éventail d’émissions qui figure dans la documentation publiée après le Rapport spécial sur les scénarios d’émissions est présenté pour les valeurs maximales et minimales (courbe pointillée en gras) et pour les 10eet 90e centiles (zone ombragée). La zone bleue ombragée correspond aux scénarios d’atténuation, la zone grise ombragée correspond aux scénarios de référence et la zone rose représente le chevauchement entre les scénarios de référence et d’atténuation.

Description de la figure 13.2

La figure 13.2 est composée de deux diagrammes. Dans le diagramme A, les variations en matière de forçage radiatif par rapport aux conditions préindustrielles sont montrées en fonction de l'année, de 2000 à 2100. Les lignes colorées en gras représentent les quatre profils représentatifs d'évolution de concentration sélectionnés; les lignes minces représentent des scénarios individuels tirés à partir d'environ 30 scénarios de profils potentiels qui offrent des renseignements sur l'ensemble des principaux facteurs touchant le forçage radiatif (Van Vuuren et al., 2008) et de l'ensemble plus important analysé par le groupe de travail III du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat durant l'élaboration du quatrième rapport d'évaluation (Fisher et al., 2007). Les quatre profils représentatifs d'évolution de concentration sélectionnés sont MESSAGE 8.5, OBJECTIF 6, MODÈLE D'ÉVALUATION DU CHANGEMENT PLANÉTAIRE (V. 4.5), et IMAGE 2.6. Le profil MESSAGE 8.5 représente les variations des forçages radiatifs les plus extrêmes; elles augmentent constamment, passant de variations d'environ 2 W/m2 en 2000 à des variations d'environ 8,5 W/m2 en 2100. Le profil OBJECTIF 6 présente des variations des forçages radiatifs plus modérées; elles augmentent constamment, passant de variations d'environ 2 W/m2 en 2000 à des variations d'environ 6 W/m2 en 2100. Le profil MODÈLE D'ÉVALUATION DU CHANGEMENT PLANÉTAIRE (V. 4.5) connaît une augmentation constante jusqu'à ce qu'il y ait des variations d'environ 4 W/m2en 2060; elles se stabilisent ensuite à 4,5 W/m2 à partir de 2070. Le profil IMAGE 2.6 présente l'augmentation la plus modeste en forçages radiatifs pour 2100, par rapport aux conditions préindustrielles. Il augmente jusqu'à présenter des variations d'un peu plus de 3 W/m2 en 2040, avant de diminuer constamment pour avoir des variations d'environ 2,6 W/m2 au plus tard en 2100. Les scénarios individuels tirés à partir d'environ 30 scénarios de profils potentiels représentatifs d'évolution de concentration se situent tous dans la fourchette définie par les profils MESSAGE 8.5 et IMAGE 2.6.

Le diagramme B présente les émissions énergétiques et industrielles de CO2 par rapport aux conditions préindustrielles (en Gt) pour les profils potentiels représentatifs d'évolution de concentration en fonction de l'année, de 2000 à 2100. L'éventail d'émissions qui figure dans la documentation publiée après le Rapport spécial sur les scénarios d'émissions est présenté pour les valeurs maximales et minimales (courbe pointillée en gras) et pour les 10e et 90e centiles (zone ombragée). La zone bleue ombragée correspond aux scénarios d'atténuation, la zone grise ombragée correspond aux scénarios de référence et la zone rose représente le chevauchement entre les scénarios de référence et d'atténuation. La ligne maximale commence à environ 35 Gt en 2000 et dépasse le niveau maximum du graphique de 120 Gt en 2050. La ligne minimale commence à un peu plus de 20 Gt en 2000 et diminue jusqu'à environ -15 Gt en 2100. La ligne du 90e centile passe d'environ 25 Gt en 2000 à un peu plus de 100 Gt en 2100. La ligne du 10e centile passe d'environ 25 Gt en 2000 à un peu plus de 0 Gt en 2100. La zone ombragée en bleu (scénarios d'atténuation) s'étend de la ligne du 10e centile jusqu'à une ligne qui augmente lentement à partir d'environ 25 Gt en 2000 à un peu plus de 30 Gt en 2040, avant de diminuer à environ 20 Gt en 2100. La zone ombragée en rose (chevauchement entre les scénarios de référence et d'atténuation) s'étend de la partie supérieure de la zone ombragée en bleu jusqu'à une ligne qui augmente lentement à partir d'environ 25 Gt en 2000 à un peu plus de 40 Gt en 2045, avant de diminuer à environ 30 Gt en 2100. La zone ombragée en gris (scénarios de référence) s'étend de la partie supérieure de la zone ombragée en rose jusqu'à une ligne qui augmente à partir d'environ 25 Gt en 2000 à environ 110 Gt en 2100. La ligne grise en gras qui représente le profil MESSAGE 8.5 augmente constamment, passant d'environ 25 Gt en 2000 à environ 90 GT en 2065, avant de commencer à montrer des signes de stabilisation; elle atteint environ 100 GT à l'horizon 2100. La ligne bleue en gras qui représente le profil OBJECTIF 6 augmente lentement, passant d'environ 25 Gt en 2000 à environ 30 Gt en 2035; elle augmente ensuite de façon plus rapide pour atteindre environ 60 Gt en 2080. Après 2080, elle diminue pour atteindre environ 45 Gt à l'horizon 2100. La ligne rouge en gras qui représente le profil Modèle d'évaluation du changement planétaire (v. 4.5) augmente lentement, passant d'environ 25 Gt en 2000 à environ 40 Gt en 2030, et demeure à ce niveau jusqu'en 2050, après quoi elle diminue jusqu'à 15 Gt à l'horizon 2080 et demeure à ce niveau à l'horizon 2100. La ligne verte en gras qui représente le profil IMAGE 2.6 augmente, passant d'environ 25 Gt en 2000 à environ 30 Gt en 2020; elle diminue ensuite à -5 Gt à l'horizon 2100. Les profils MESSAGE 8.5 et OBJECTIF 6.0 se situent dans la zone ombragée en gris, le profil MODÈLE D'ÉVALUATION DU CHANGEMENT PLANÉTAIRE (V. 4.5) commence dans la zone ombragée en rose mais se retrouve dans la zone ombragée en bleu à l'horizon 2065, et le profil IMAGE 2.6 commence dans la zone ombragée en bleue mais se retrouve sous cette zone à l'horizon 2040.

 

13.3 Université de l’État de Washington - Simulations liées au climat et à la qualité de l’air à l’aide du modèle CMAQ (Community Multiscale Air Quality Model)

Brian Lamb, Serena Chung, Rodrigo Gonzales, Jeremy Avise

La simulation du climat mondial futur est réalisée grâce à l’application de modèles de circulation générale qui constituent des représentations mathématiques de divers processus physiques de l’océan, de la terre et de l’atmosphère qui sont influencés par différents scénarios d’émissions de gaz à effet de serre. Un certain nombre de centres de recherche à l’échelle du globe sont activement en voie de perfectionner des modèles de circulation générale, et ces modèles sont à la base de diverses études sur les changements climatiques examinées dans le cadre des évaluations du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. Par exemple, le modèle couplé canadien du climat mondial de quatrième génération (CanCM4) constitue la version actuelle du modèle canadien. L’Institut Max Planck, situé à Hambourg (Allemagne), a perfectionné le modèle ECHAM5, et les États-Unis ont perfectionné le modèle climatique parallèle (MCP) grâce à des efforts déployés parmi plusieurs organismes, notamment le National Center for Atmospheric Research et le département de l’Énergie des États-Unis. Ceux-ci ne représentent que trois exemples parmi une dizaine de modèles de circulation générale qui sont activement en cours d’élaboration.

Puisque la résolution des modèles de circulation générale est faible (échelle à grille horizontale de l’ordre de plusieurs centaines de kilomètres), les études sur les changements climatiques à l’échelle régionale doivent reposer sur une réduction d’échelle des résultats du modèle mondial de sorte à obtenir une forme pouvant être appliquée à une échelle plus fine de détails. Bien que les méthodes de réduction d’échelle statistiques soient souvent employées, les méthodes de réduction d’échelle dynamiques seront abordées dans ce chapitre. La réduction d’échelle dynamique comprend généralement l’inclusion d’un modèle climatique régional à résolution plus élevée ou d’un modèle météorologique à moyenne échelle dans un modèle de circulation générale sur une étendue géographique limitée. Le modèle à résolution plus élevée est influencé par des conditions aux limites établies par le modèle de circulation générale plus grossier. Comme pour les modèles de circulation générale, l’élaboration de modèles climatiques régionaux prend place dans divers instituts scientifiques partout dans le monde. Au Canada, on emploie le modèle régional du climat canadien (MCRC), version 4.2; le modèle HadRM, de son côté, est un modèle climatique régional qui a été perfectionné par le Hadley Centre, au Royaume-Uni. Les modèles météorologiques à moyenne échelle, notamment les modèles décrits au chapitre 10 (« Modélisation de la qualité de l’air à l’échelle régionale »), peuvent aussi être inclus dans un modèle de circulation générale à plus grande échelle.

13.3.1 Réductions d’échelle météorologique et chimique

L’approche générale utilisée dans les divers projets appuyés par l’Environmental Protection Agency des États-Unis comprend l’utilisation de résultats du modèle de circulation générale pour établir des conditions initiales et des conditions limites pour les modèles météorologiques à moyenne échelle, notamment le modèle de recherche en prévisions météorologiques. De la même manière, les résultats des modèles de transport chimique mondiaux, soit le modèle GEOS-Chem ou le modèle MOZART, servent à établir des conditions initiales et des conditions limites pour les modèles de qualité de l’air régionaux, notamment le modèle CMAQ (Community Multi-scale Air Quality).

Réduction d’échelle météorologique

Les résultats du modèle de circulation générale sont accessibles à partir d’un certain nombre de groupes de modélisation et pour un grand éventail de scénarios mondiaux formulés par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, alors que des résultats cohérents semblables du modèle chimique peuvent être obtenus pour les modèles de transport chimique mondiaux. Différentes configurations de modèles mondiaux et différents scénarios d’émissions pour l’année à venir inhérents aux Rapports spéciaux sur les scénarios d’émissions du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (illustrés à la Figure 13.1) sont représentés dans les projets de l’Environmental Protection Agency des États-Unis.

Par exemple, l’Université de l’État de Washington, conjointement avec l’Université de Washington, le National Center for Atmospheric Research et le Forest Service des États-Unis, a initialement employé le modèle climatique parallèle du National Center for Atmospheric Research et du département de l’Énergie des États-Unis pour obtenir le modèle MM5 à moyenne échelle en utilisant des cellules de grilles d’une valeur de 36 km dans un domaine qui couvrait la région continentale des États-Unis et les résultats du modèle de transport chimique MOZART pour obtenir le modèle CMAQ pour le même domaine. Le statu quo propre au scénario A2 pour l’année à venir a été sélectionné. Il est à noter qu’aucun de ces résultats de modélisation n’est présenté dans ce chapitre. Plus récemment, ce groupe est passé à l’utilisation de résultats du modèle de circulation générale ECHAM5pour le scénario A1B en vue d’obtenir le modèle météorologique de recherche en prévisions météorologiques. Dans ce dernier cas, le modèle CMAQ a été appliqué à une échelle hémisphérique partielle pour éliminer le besoin de conditions limites établies par le modèle MOZART et pour rendre le traitement du transport à grande distance depuis l’Asie plus compatible avec le modèle CMAQ pour la région continentale des États-Unis. Les domaines utilisés pour la réduction d’échelle relative au modèle de recherche en prévisions météorologiques sont illustrés à la Figure 13.3.

 

Figure 13.3 Domaines de réduction d’échelle utilisés pour les simulations régionales de recherches en prévisions météorologiques, y compris les domaines ayant une grille d’une valeur de 108 km, de 36 km et de 12 km. Un domaine de 15 km distinct utilisé pour certaines exécutions du modèle HadRM est également illustré.

Figure 13.3 Domaines de réduction d’échelle utilisés pour les simulations régionales de recherches en prévisions météorologiques, y compris les domaines ayant une grille d’une valeur de 108 km, de 36 km et de 12 km. Un domaine de 15 km distinct utilisé pour certaines exécutions du modèle HadRm est également illustré. (Voir la description ci-dessous)

Remarques : Les parties ombragées représentent la hauteur du terrain (m) pour le domaine correspondant du modèle de recherche en prévisions météorologiques ou du modèle HadRM.

Description de la figure 13.3

La figure 13.3 est une carte de l'Amérique du Nord sur laquelle sont superposées les domaines de réduction d'échelle utilisés pour les simulations régionales de recherches en prévisions météorologiques. Le domaine 1 correspond à toute la zone cartographiée, qui s'étend du cercle arctique, à peu près, jusqu'à l'équateur, et qui comprend une grande partie des océans Pacifique et Atlantique. Comme il est décrit dans le texte, le domaine du modèle de recherche en prévisions météorologiques le plus éloigné (domaine 2) couvre près de l'ensemble du continent nord-américain (du sud-est de l'Alaska et de la baie d'Hudson au nord jusqu'à la péninsule du Yucatán au sud) ainsi qu'une grande partie de la partie est de l'océan du Pacifique et de la partie ouest de l'océan Atlantique. Le domaine de modèle de 36 km (HadRM) couvre la région continentale ouest des États-Unis ainsi qu'une partie du Canada et du Mexique. Le domaine de modèle le plus interne (domaine 3) est centré sur le nord-ouest du Pacifique, qui comprend les États de Washington, de l'Oregon et de l'Idaho. La carte comprend également des parties ombragées qui représentent la hauteur du terrain (de 0 à 3 000 m) pour le domaine correspondant du modèle de recherche en prévisions météorologiques ou du modèle HadRM.

 

Le domaine du modèle de recherche en prévisions météorologiques le plus éloigné (domaine 2) couvre près de l’ensemble du continent nord-américain ainsi qu’une grande partie de la partie est de l’océan du Pacifique et de la partie ouest de l’océan Atlantique. L’utilisation de ce domaine étendu permet de s’assurer que les systèmes météorologiques synoptiques qui s’approchent des États-Unis sont bien représentés avant d’atteindre la région. Le domaine de modèle de 36 km (HadRM) couvre la région continentale des États-Unis ainsi qu’une partie du Canada et du Mexique; ce domaine est le point de mire principal des simulations du modèle CMAQ présentées plus loin dans ce chapitre. Le domaine de modèle le plus interne (domaine 3) est centré sur le nord-ouest du Pacifique, qui comprend les États de Washington, de l’Oregon et de l’Idaho. Pour tous les domaines, 31 niveaux verticaux sont utilisés pour le modèle dont la résolution est la plus élevée (d’environ 20 m à 100 m) dans la couche limite. Le sommet du modèle a été fixé à 50 hPa. La réduction d’échelle propre au climat, qui passe du modèle de circulation générale au modèle de recherche en prévisions météorologiques, nécessite la définition de conditions limites établies pour le modèle de circulation générale et l’utilisation de données internes du modèle de circulation générale, afin d’obtenir la solution du domaine extérieur du modèle de recherche en prévisions météorologiques. Les solutions du domaine interne à résolution plus fine du modèle de recherche en prévisions météorologiques ne sont pas obtenues par cette approche, mais plutôt par la simulation du domaine plus grossier et plus éloigné du modèle de recherche en prévisions météorologiques. Voilà qui donne des résultats pour les échelles de grille de 36 km et de 12 km. Ces résultats sont obtenus grâce à une climatologie à grande échelle issue du modèle de circulation générale, et ils sont simultanément influencés par un terrain à échelle régionale et les effets de la couverture terrestre.

Réduction d’échelle chimique

En ce qui concerne la réduction d’échelle chimique, un domaine hémisphérique a été utilisé avec le modèle de recherche en prévisions météorologiques et le modèle CMAQ pour tenir compte des incidences de l’Asie et d’autres incidences à grande échelle dans le cadre de l’établissement de conditions limites chimiques pour la région continentale des États-Unis. Ce domaine est illustré à la Figure 13.4 avec les changements de température de surface prévus à 2 m par rapport aux conditions actuelles et jusqu’à la décennie 2050 selon la simulation du modèle ECHAM5pour le scénario A1B.

 

Figure 13.4 Prévision sur 50 ans des changements de température de surface estivaux dans les domaines hémisphériques partiels - simulations du modèle de recherche en prévisions météorologiques et du modèle CMAQ.

Figure 13.4 Prévision sur 50 ans des changements de température de surface estivaux dans les domaines hémisphériques partiels - simulations du modèle de recherche en prévisions météorologiques et du modèle CMAQ. (Voir la description ci-dessous)

Remarques : Tient compte des conditions limites chimiques des États-Unis et des changements de température de surface liés aux conditions estivales des étés les plus chauds actuels et futurs au cours des périodes décennales de 2045 à 2054 et de 1995 à 2004 (combinaison modèle/scénario ECHAM5-A1B).

Description de la figure 13.4

La figure 13.4 est une carte au trait de l'Amérique du Nord, du Pacifique, et de l'est de l'Asie, sur laquelle des couleurs indiquent la prévision sur 50 ans des changements de température de surface estivaux (moyenne de 2048 et de 2045 moins la moyenne de 1996 et de 1997). Le domaine hémisphérique utilisé avec le modèle de recherche en prévisions météorologiques et le modèle CMAQ pour tenir compte des incidences de l'Asie et d'autres incidences à grande échelle dans le cadre de l'établissement de conditions limites chimiques pour la région continentale des États-Unis est également illustré sur la carte. Ce domaine couvre une région délimitée au nord par une ligne qui s'étend de l'île de Vancouver à Haida Gwaii, qui passe au nord du lac Winnipeg, et qui se rend au golfe du Saint-Laurent. La région est délimitée au sud par une ligne qui part de la pointe sud de la péninsule de la Basse-Californie, traverse le Mexique et se termine à Cuba. La région immédiatement au large des côtes des océans Atlantique et Pacifique aux États-Unis est également incluse dans le domaine.

La prévision sur 50 ans des changements de température de surface estivaux est de 1 à 4 oC sur la plus grande partie de la zone cartographiée. Les exceptions comprennent des régions dans la mer d'Okhotsk, la mer de Béring, le nord du golfe d'Alaska et les Grands Lacs, où on observe des changements de 6 à 8 °C. D'autres exceptions comprennent l'Inde, le nord-ouest du Pacifique de l'Amérique du Nord, le nord des Prairies canadiennes, Terre-Neuve et le Pacifique équatorial, où on observe des changements de l'ordre de 0 à -3 °C. La moyenne du domaine hémisphérique utilisé avec le modèle de recherche en prévisions météorologiques et le modèle CMAQ est de 1,34 °C, alors que la moyenne du domaine pour les États-Unis est de 1,85 °C.

Une note indique que la figure tient compte des conditions limites chimiques des États-Unis et des changements de température de surface liés aux conditions estivales des étés les plus chauds actuels et futurs au cours des périodes décennales de 2045 à 2054 et de 1995 à 2004 (combinaison modèle/scénario ECHAM5-A1B).

 

13.3.2 Inventaires des émissions

Les émissions mondiales de gaz précurseurs d’ozone à partir de sources de combustion anthropiques, naturelles et liées à la biomasse ont été estimées pour la période de 1990 à 2000 (estimations appliquées à la période de 1995 à 2004) à l’aide d’un projet d’inventaire des émissions portant sur les précurseurs d’ozone et leurs effets sur la troposphère, soit le projet POET(Precursors of Ozone and their Effects in the Troposphere). Les émissions anthropiques sont fondées sur des données sur les activités nationales, sur des facteurs d’émissions et sur des cartes quadrillées permettant de déterminer la répartition spatiale des émissions au sein d’un pays. Des cartes de foyers d’incendie obtenues par satellite servent à la répartition spatiale et temporelle des émissions issues d’incendies. L’inventaire mondial lié au carbone noir et au carbone organique a été obtenu de Bond et al. (2004), qui ont utilisé des facteurs d’émission uniquement selon les types de combustibles et les secteurs économiques. L’inventaire de Bond et al. (2004) comprend des émissions issues de combustibles fossiles, de biocarburants, de la combustion de biomasse à l’air libre et de la combustion de déchets en milieu urbain. La dépendance à l’égard des pratiques de combustion est traitée par l’examen de combinaisons de combustibles, de types de combustion et de mesures de réduction des émissions et de leur prévalence à l’échelle régionale.

Trois inventaires d’émissions, soit ceux du projet POET, du modèle d’émissions de gaz et d’aérosols à partir de la nature (MEGAN) et de l’inventaire de Bond et al. (2004), ont été couplés pour l’année 2000. Des tendances d’émissions diurnes ont été soulevées et appliquées aux inventaires d’émissions quadrillés, puis traitées à l’aide de l’outil SMOKE de traitement des émissions. Les émissions produites par la combustion de la biomasse ont été comprises dans les émissions hémisphériques des inventaires d’émissions du projet POETet de Bond et al. (2004). Pour la région continentale des États-Unis, des données historiques sur les incendies durant la période de 1995 à 2004 ont été employées pour les simulations actuelles et futures. Dans le cadre de travaux futurs, un modèle stochastique de fréquence des incendies sera employé pour déterminer les futurs incendies.

En ce qui concerne les émissions biosynthétiques, le modèle d’émissions biosynthétiques MEGAN(Guenther et al., 2006; Chen et al., 2009) a été utilisé avec les changements actuels et futurs relatifs à l’utilisation des terres et à la couverture terrestre, tant à l’échelle mondiale qu’à l’échelle des États-Unis. Afin de distribuer les terres cultivées, trois ensembles de données ont été combinés : l’ensemble de données IMAGE 2100 sur l’étendue planétaire des terres cultivées, l’ensemble de données SAGE sur le maximum de terres cultivables et l’ensemble de données MODISsur les terres cultivées à l’heure actuelle. L’ensemble de données IMAGE 2100 a été créé à partir des résultats d’un modèle de couverture terrestre (Zuidema et al., 1994), lequel fait partie d’un sous-système du modèle IMAGE 2.0 relatif aux changements climatiques mondiaux (Alcamo, 1994). L’ensemble de données SAGE sur les terres cultivables (Ramankutty et al., 2002) a été créé en utilisant un ensemble de données datant approximativement de 1992 sur les terres cultivées à l’échelle mondiale (Ramankutty et Foley, 1998), lequel a été modifié en caractérisant les limitations de la croissance des récoltes selon des propriétés climatiques et celles du sol. La distribution de l’étendue planétaire des futures terres cultivées a été effectuée en analysant les changements prévus en matière d’agriculture pour chaque continent (à l’aide des données de l’ensemble IMAGE), puis en appliquant ces changements à la carte des terres cultivées produite par le spectroradiomètre imageur à résolution modérée (MODIS), laquelle est utilisée pour les simulations actuelles du modèle MEGAN, en servant de l’ensemble de données SAGE sur le maximum de terres cultivables à titre de limite supérieure relative à l’étendue des terres cultivées. Une carte de répartition des facteurs d’émissions futures d’isoprène est illustrée à la Figure 13.5 .

Pour les simulations CMAQ CONUS (résolution de 36-km) pour la décennie actuelle, des émissions anthropiques pour les États Unis ont été développé en utilisant l’Inventoire National des Émissions 2002. La méthodologie pour les scenarios de projection des émissions (ESP), version 1 (Loughlin et al., 2011) a été utilisée pour prévoir les émissions anthropiques pour l’avenir. Une composante importante de ESP 1.0 est le model du système d’énergie allocation MARKet (MARKAL)(Loulou et al., 2004). MARKAL est un modèle d’optimisation du système énergétique qui caractérise des scenarios de l’évolution d’un système d’énergie à parcours le temps. Dans ce contexte, the système d’énergie comprend l’obtention des sources d’énergie primaires, leur transformation en formes utiles, et la variété des technologies (ex. classes de véhicules légères personnelles, des pompes de chauffage, ou chaudières de gaz) qui satisfont les demandes énergétiques de l’utilisateur (ex. les mille-véhicule parcouru, le chauffage d’ambiance).

 

Figure 13.5 Répartition des facteurs d’émissions d’isoprène pour les scénarios actuels (gauche) et futurs (droite) d’émissions biosynthétiques d’isoprène.

Figure 13.5 Répartition des facteurs d’émissions d’isoprène pour les scénarios actuels (gauche) et futurs (droite) d’émissions biosynthétiques d’isoprène. (Voir la description ci-dessous)

Remarques : Le rouge indique des facteurs d’émission plus faibles, alors que le vert indique des facteurs d’émission plus élevés. Les changements en matière de répartition spatiale reflètent l’accroissement futur de la superficie des terres cultivées (émissions d’isoprène plus faibles).

Description de la figure 13.5

La figure 13.5 est composée de deux diagrammes. Les deux diagrammes sont une carte de la région continentale des États-Unis avec les couleurs rouge ou vert pour indiquer les facteurs des émissions d'isoprène. Le rouge indique des facteurs d'émission plus faibles, alors que le vert indique des facteurs d'émission plus élevés. La carte à gauche montre la répartition des facteurs d'émission pour un scénario actuel d'émissions biosynthétiques d'isoprène. Dans ce scénario, la couleur verte (qui indique des facteurs d'émission plus élevés) couvre l'ouest des États-Unis, du Maine à la Louisiane, et jusqu'aux États de Missouri, de Kentucky et d'Ohio au nord. Les états de Wisconsin, de Minnesota et de North Dakota sont également indiqués en vert.

La carte à gauche montre la répartition des facteurs d'émission pour un scénario futur d'émissions biosynthétiques d'isoprène. Dans ce scénario, la couleur verte (facteurs d'émission plus élevés) couvre une grande partie de la même zone, à l'exception qu'il y a maintenant des zones en vert à proximité du Colorado, de Wyoming, et de l'est de la Californie. Les nouvelles zones en rouge comprennent des régions de la côte est et dans l'ensemble du sud de la Floride.

Une note indique que les changements en matière de répartition spatiale reflètent l'accroissement futur de la superficie des terres cultivées (émissions d'isoprène plus faibles).

 

13.3.3 Rendement du modèle

Pour la réduction d’échelle météorologique, les évaluations des simulations du modèle de recherche en prévisions météorologiques et du modèle HadRM pour la combinaison ECHAM5-A1B sont illustrées à la Figure 13.6 et à la Figure 13.7 pour la partie nord-ouest du Pacifique. À la Figure 13.6, des biais semblables mais petits de l’ordre de -0,5 à environ 0,5 °C sont indiqués le long de la côte de la partie nord-ouest du Pacifique pour les domaines 2 et 3 du modèle de recherche en prévisions météorologiques, alors que des biais froids de l’ordre de 1,5 à environ 2 °C sont notés à l’intérieur. La moyenne annuelle des biais de température maximale dans les simulations du modèle HadRM varie principalement entre -0,5 et 0,5 °C aux stations du réseau de climatologie historique et est de plus petite ampleur comparativement aux simulations du modèle de recherche en prévisions météorologiques. La Figure 13.7illustre les biais d’humidité à presque toutes les stations pour les deux simulations du modèle de recherche en prévisions météorologiques. Le modèle HadRM présente de petits biais normalisés du modèle (-50 à environ 50 %) aux stations situées le long des frontières de l’Oregon et de Washington et au-dessus de la partie nord de l’Idaho. Cela dit, quelques biais normalisés positifs plus importants du modèle (≥ 100 %) sont indiqués au-dessus de la partie nord de Washington et des parties sud de l’Oregon et de l’Idaho dans les simulations du modèle HadRM.

 

Figure 13.6 Évaluation de la température par le modèle pour la période historique modélisée de 1970-2000. Moyenne annuelle des biais de température maximale (°C) du modèle aux stations du réseau de climatologie historique pour (a) le domaine 2 du modèle de recherche en prévisions météorologiques, (b) le domaine 3 du modèle de recherche en prévisions météorologiques et (c) le modèle HadRM.

Figure 13.6 Évaluation de la température par le modèle pour la période historique modélisée de 1970-2000. Moyenne annuelle des biais de température maximale (°C) du modèle aux stations du réseau de climatologie historique pour (a) le domaine 2 du modèle de recherche en prévisions météorologiques, (b) le domaine 3 du modèle de recherche en prévisions météorologiques et (c) le modèle HadRM. (Voir la description ci-dessous)

Remarques : Données basées sur la combinaison de modèle/scénario ECHAM5-A1B et évaluées à l’aide des années 1970-2000.

Description de la figure 13.6

La figure 13.6 est composée de trois diagrammes qui montrent tous une carte au trait de Washington, de l'Oregon et de l'Idaho, et sur lesquels figurent des carrés qui indiquent selon leur dimension la moyenne annuelle des biais de température maximale (°C) du modèle aux stations du réseau de climatologie historique dans ces trois états. Le diagramme A montre les biais pour le domaine 2 du modèle de recherche en prévisions météorologiques, le diagramme B montre les biais du domaine 3 du modèle de recherche en prévisions météorologiques, et le diagramme C montre les biais pour le modèle HadRM. Une note indique que les données de la figure sont basées sur la combinaison de modèle/scénario ECHAM5-A1B et évaluées à l'aide des années 1970-2000.

Dans le diagramme A (domaine 2 du modèle de recherche en prévisions météorologiques), des biais de l'ordre de -0,5 à 0,5 °C se produisent le long du côté est de Puget Sound et à des stations plus près de la côte. Des biais négatifs plus importants de -1,0 à -2,0 °C se produisent dans l'est de Washington, le long de l'est du fleuve Colombia, et dans le sud de l'Idaho.

Dans le diagramme B (domaine 3 du modèle de recherche en prévisions météorologiques), des biais de l'ordre de -0,5 à 0,5 °C se produisent également le long du côté est de Puget Sound et à des stations plus près de la côte. Encore une fois, des biais négatifs plus importants de -1,0 à -2,0 °C se produisent dans l'est de Washington, le long de l'est du fleuve Colombia, et dans le sud de l'Idaho.

Dans le diagramme C (modèle HadRM), des biais de l'ordre de -0,5 à 0,5 °C se produisent à la plupart des stations. Des exceptions sont des biais négatifs plus importants de -1,5 à -2,5 °C qui se produisent dans le sud-est de l'Idaho et juste au sud d'Astoria, en Oregon. Des biais positifs de l'ordre de 1,0 à 1,5 °C se produisent à la frontière centrale d'Oregon et de l'Idaho, et près de Portland.

 

Figure 13.7 Évaluation des précipitations par le modèle pour la période historique modélisée de 1970-2000. Moyenne annuelle des biais du modèle relatifs aux précipitations (mm) normalisées par les précipitations moyennes annuelles à chaque station du réseau de climatologie historique pour (a) le domaine 2 du modèle de recherche en prévisions météorologiques, (b) le domaine 3 du modèle de recherche en prévisions météorologiques et (c) le modèle HadRM.

Figure 13.7 Évaluation des précipitations par le modèle pour la période historique modélisée de 1970-2000. Moyenne annuelle des biais du modèle relatifs aux précipitations (mm) normalisées par les précipitations moyennes annuelles à chaque station du réseau de climatologie historique pour (a) le domaine 2 du modèle de recherche en prévisions météorologiques, (b) le domaine 3 du modèle de recherche en prévisions météorologiques et (c) le modèle HadRM. (Voir la description ci-dessous)

Remarques : Données basées sur la combinaison de modèle/scénario ECHAM5-A1B et évaluées à l’aide des années 1970-2000.

Description de la figure 13.7

La figure 13.7 est composée de trois diagrammes qui montrent tous une carte au trait de Washington, de l'Oregon et de l'Idaho, et sur lesquels figurent des carrés qui indiquent selon leur dimension la moyenne annuelle des biais relatifs aux précipitations (en mm) du modèle aux stations du réseau de climatologie historique dans ces trois états. Le diagramme A montre les biais pour le domaine 2 du modèle de recherche en prévisions météorologiques, le diagramme B montre les biais du domaine 3 du modèle de recherche en prévisions météorologiques, et le diagramme C montre les biais pour le modèle HadRM. Une note indique que les données de la figure sont basées sur la combinaison de modèle/scénario ECHAM5-A1B et évaluées à l'aide des années 1970-2000.

Dans le diagramme A (domaine 2 du modèle de recherche en prévisions météorologiques), des biais de l'ordre de 0,5 à 1,0 mm se produisent le long du côté est de Puget Sound et à des stations plus près de la côte. Des biais humides plus importants de l'ordre de 1,5 à 3,0 mm se produisent à presque toutes les stations dans le centre et l'est de Washington, l'est et sud de l'Oregon, et le sud de l'Idaho.

Dans le diagramme B (domaine 3 du modèle de recherche en prévisions météorologiques), des biais humides sont également observés à toutes les stations, même s'ils sont normalement de plus petite ampleur. Des biais de l'ordre de 0 à 0,5 mm se produisent le long du côté est de Puget Sound et à des stations plus près de la côte. Les stations à l'intérieur des terres ont des biais de l'ordre de 1,0 à 1,5 mm, à l'exception de certains biais de l'ordre de 2,5 à 3,0 mm dans le sud-est de l'Idaho.

Dans le diagramme C (modèle HadRM), des biais le long des frontières de l'Oregon et de Washington, et dans la partie nord de l'Oregon sont répartis de manière relativement égale dans une fourchette de -0,5 à 0,5 mm. Dans le sud de l'Oregon et de l'Idaho, des biais humides plus importants, de 1,5 à 3,0 mm, se produisent. Dans le nord de Washington, il y a des biais humides de l'ordre de 1,0 à 1,5 mm.

 

La simulation du modèle CMAQ des États-Unis a été évaluée par rapport à la base de données du système de récupération des renseignements aérométriques pour l’ozone et les matières particulaires sur une base régionale au sein des États-Unis. Puisque les résultats du modèle représentent une réalisation climatologique, l’évaluation est effectuée selon la répartition de la fréquence des résultats observés et simulés. Ces résultats sont illustrés à la Figure 13.8. Les résultats de l’évaluation du modèle pour l’ozone montrent une concordance raisonnable, bien que les valeurs modélisées tendent à être plus élevées que celles observées. Ces résultats correspondent généralement au rendement du modèle signalé dans nos travaux précédents effectués par Chen et al. (2009) et Avise et al. (2009).

 

Figure 13.8 Comparaison de la distribution statistique des résultats observés et des résultats du modèle pour l’ozone.

Figure 13.8 Comparaison de la distribution statistique des résultats observés et des résultats du modèle pour l’ozone. (Voir la description ci-dessous)

Remarques : Données basées sur la réduction d’échelle climatologique du modèle météorologique ECHAM5avec le modèle de recherche en prévisions météorologiques et le modèle CMAQ à une résolution de grille de 36 km pour les États-Unis dans des conditions estivales (juin-août) pour cinq étés représentatifs de la période décennale de 1995 à 2004. Les observations ont été formulées à partir d’appareils de mesure de l’ozone du réseau national du système de gestion de la qualité de l’air (panneau inférieur gauche), et les résultats sont indiqués par région géographique, tel qu’il est indiqué dans le panneau inférieur droit.

Description de la figure 13.8

La figure 13.8 est composée de trois diagrammes. Dans le coin supérieur gauche, il y a un diagramme de tracés en rectangle des niveaux quotidiens maximums d'ozone sur 8 heures modélisés et observés pour sept régions dans la région continentale des États-Unis. Les résultats modélisés sont basés sur la réduction d'échelle climatologique du modèle météorologique ECHAM5avec le modèle de recherche en prévisions météorologiques et le modèle CMAQ à une résolution de grille de 36 km pour les États-Unis dans des conditions estivales (juin-août) pour cinq étés représentatifs de la période décennale de 1995 à 2004. Les observations ont été formulées à partir d'appareils de mesure de l'ozone du réseau national du système de gestion de la qualité de l'air (emplacements indiqués dans une carte dans le tableau inférieur gauche) et les résultats sont indiqués par région géographique (emplacements indiqués dans une carte dans le diagramme inférieur droit).

Voici les sept régions géographiques indiquées sur la carte dans le diagramme inférieur droit :

  • La région du nord-ouest est composée des États suivants : Washington, Oregon et Idaho.
  • La région du sud-ouest est composée des États suivants : Californie, Nevada et Arizona.
  • La région centrale est composée des États suivants : Montana, Wyoming, Utah, Colorado, Kansas, Nebraska, South Dakota et North Dakota.
  • La région sud est composée des États suivants : Nouveau-Mexique, Texas, Oklahoma, Arkansas et Louisiane.
  • La région Midwest est composée des États suivants : Illinois, Indiana, Iowa, Michigan, Minnesota, Missouri, Ohio, Kentucky et Wisconsin.
  • La région sud-est est composée des États suivants : Floride, Mississippi, Alabama, Géorgie, Caroline du Sud, Caroline du Nord et Tennessee.
  • La région du nord-est est composée des États suivants : Connecticut, Maine, Massachusetts, New Hampshire, Rhode Island, Vermont, New Jersey, New York, Virginie, Virginie-Occidentale et Pennsylvanie.

Les données présentées dans le diagramme de tracés en rectangle pour les niveaux quotidiens maximums d'ozone sur 8 heures modélisés et observés pour les sept régions sont les suivantes :

Région Nord-Ouest : Médiane observée d'environ 38 ppb, médiane modélisée d'environ 41 ppb, écart interquartile observé d'environ 30 à 50 ppb, écart interquartile modélisé d'environ 35 à 50 ppb, fourchette observée d'environ 15 à 72 ppb, et fourchette modélisée d'environ 25 à 75 ppb.

Région Sud-Ouest : Médiane observée d'environ 55 ppb, médiane modélisée d'environ 60 ppb, écart interquartile observé d'environ 40 à 70 ppb, écart interquartile modélisé d'environ 50 à 72 ppb, fourchette observée d'environ 5 à 102 ppb, et fourchette modélisée d'environ 35 à 105 ppb.

Région centrale : Médiane observée d'environ 55 ppb, médiane modélisée d'environ 55 ppb, écart interquartile observé d'environ 45 à 62 ppb, écart interquartile modélisé d'environ 48 à 61 ppb, fourchette observée d'environ 25 à 80 ppb, et fourchette modélisée d'environ 35 à 80 ppb.

Région Sud : Médiane observée d'environ 50 ppb, médiane modélisée d'environ 58 ppb, écart interquartile observé d'environ 35 à 60 ppb, écart interquartile modélisé d'environ 50 à 70 ppb, fourchette observée d'environ 28 à 90 ppb, et fourchette modélisée d'environ 30 à 110 ppb.

Région Midwest : Médiane observée d'environ 50 ppb, médiane modélisée d'environ 70 ppb, écart interquartile observé d'environ 42 à 63 ppb, écart interquartile modélisé d'environ 58 à 83 ppb, fourchette observée d'environ 25 à 92 ppb, et fourchette modélisée d'environ 40 à 122 ppb.

Région Sud-Est : Médiane observée d'environ 52 ppb, médiane modélisée d'environ 65 ppb, écart interquartile observé d'environ 42 à 68 ppb, écart interquartile modélisé d'environ 55 à 75 ppb, fourchette observée d'environ 23 à 100 ppb, et fourchette modélisée d'environ 30 à 105 ppb.

Région Nord-Est : Médiane observée d'environ 50 ppb, médiane modélisée d'environ 70 ppb, écart interquartile observé d'environ 38 à 64 ppb, écart interquartile modélisé d'environ 58 à 70 ppb, fourchette observée d'environ 18 à 105 ppb, et fourchette modélisée d'environ 40 à 135 ppb.

 

13.3.4 Simulations du modèle - Effets des changements planétaires sur la qualité de l’air

Avec la réduction d’échelle des simulations modélisées, il est possible d’examiner la future qualité de l’air par rapport aux effets cumulatifs des changements planétaires ainsi qu’aux effets distincts relevant du climat, des émissions mondiales, des émissions locales à l’échelle des États-Unis, de l’utilisation des terres et de la couverture terrestre. Des simulations de modèle distinctes ont été effectuées comme suit :

  • CD_Base : Climat de la décennie actuelle, utilisation des terres et émissions
  • A1B_Base : Toutes les conditions futures (à l’exception des incendies)
  • A1B_BC (conditions limites) : Uniquement les futures conditions limites chimiques
  • A1B_US (émissions provenant des États-Unis) : Uniquement les futures émissions anthropiques des États-Unis
  • A1B_Met : Uniquement la météorologie future, toutes les émissions selon les conditions climatiques actuelles
  • A1B_M (MEGAN) : Météorologie future et émissions biosynthétiques futures, utilisation actuelle des terres
  • A1B_M_LU (MEGAN- Utilisation des terres) : Météorologie, émissions biosynthétiques et utilisation des terres futures

Pour la configuration ECHAM5/A1B, les résultats de l’ozone estivaux relativement aux cartes différentielles (résultats futurs moins les résultats actuels) sont illustrés dans les Figure 13.9, 13.10, 13.11et 13.12. Les cartes différentielles correspondent aux simulations susmentionnées. Les effets cumulatifs de tous ces changements futurs figurent dans la carte différentielle à la Figure 13.9. Pour chaque figure, une vue étendue des résultats pour la région nord-ouest du Pacifique est affichée avec celle de la région continentale des États-Unis. Un résumé des incidences générales de ces changements futurs sur l’ozone est présenté dans le Tableau 13.1.

 

Tableau 13.1 Résumé des changements actuels et futurs relatifs à l’ozone (scénario futur moins le scénario de référence actuel) pour le maximum quotidien d’ozone sur huit heures au 98 e centile et pour la moyenne maximale quotidienne d’ozone sur huit heures.
Régions CD_ Base A1B_
Base
A1B_
É.-U.
A1B_
C.-B.
A1B_
Met
A1B_
M
A1B_
M_LU
Nord-Ouest
73 (43)
2 (1)
-2 (0)
2 (3)
-7 (-1)
1 (-1)
2 (-1)
Sud-Ouest
106 (62)
-4 (0)
-6 (-4)
3 (5)
-3 (0)
0 (0)
-3 (-1)
Centre
80 (54)
5 (4)
-5 (-2)
3 (5)
6 (3)
7 (2)
8 (2)
Sud
107 (60)
3 (6)
-2 (-2)
1 (4)
1 (5)
5 (5)
4 (5)
Midwest
123 (72)
6 (4)
-5 (-3)
1 (2)
8 (6)
13 (6)
10 (6)
Sud-Est
103 (66)
-2 (1)
-10 (-5)
1 (2)
7 (6)
7 (5)
8 (5)
Nord-Est
135 (75)
4 (2)
-9 (-5)
1 (1)
7 (6)
16 (7)
15 (7)

Remarques : Les valeurs sont inscrites sous la forme XX(YY), où XX représente le maximum quotidien d’ozone au 98e centile, et où YY représente la valeur maximale quotidienne d’ozone sur huit heures.
CD_Base constitue le niveau d’ozone ambiant mesuré pour tous les sites d’une région donnée.
Les colonnes à droite de CD_Base représentent les différences obtenues (scénario futur moins le scénario de référence actuel) pour les simulations par le modèle de scénarios futurs, comme il est décrit dans le texte.

Description du tableau 13.1

Le tableau 13.1 donne un résumé des changements actuels et futurs relatifs à l'ozone pour les États-Unis.

La première rangée du tableau contient les en-têtes « Régions », « CD_Base », « A1B_Base », « A1B_É.-U. », « A1B_C.-B. », « A1B_Met », « A1B_M » et « A1B_M_LU ». Une note indique que la valeur CD_Base constitue le niveau d'ozone ambiant mesuré pour tous les sites d'une région donnée. Les colonnes à droite de CD_Base représentent les différences obtenues (scénario futur moins le scénario de référence actuel) pour les simulations par le modèle de scénarios futurs, comme il est décrit dans le texte. Le scénario de référence actuel vise la période 1995-2004; le scénario futur vise la période 2045-2054.

La première colonne indique les régions. Les voici :

  • Nord-Ouest
  • Sud-Ouest
  • Centre
  • Sud
  • Midwest
  • Sud-Est
  • Nord-Est

Les autres colonnes indiquent les valeurs d'ozone pour chaque région dans chaque scénario. Les valeurs sont inscrites sous la forme XX(YY), où XX représente le maximum quotidien d'ozone au 98e centile, et où YY représente la valeur maximale quotidienne d'ozone sur huit heures. Les voici :

  • Nord-Ouest : CD_Base : 73(43); A1B_Base : 2(1); A1B_É.-U. : -2(0); A1B_C.-B. : 2(3); A1B_Met : -7(-1); A1B_M : 1(-1); A1B_M_LU : 2(-1)
  • Sud-Ouest : CD_Base : 106(62); A1B_Base : -4(0); A1B_É.-U. : -6(4); A1B_C.-B. : 3(5); A1B_Met : -3(0); A1B_M : 0(0); A1B_M_LU : -3(-1)
  • Centre : CD_Base : 80(54); A1B_Base : 5(4); A1B_É.-U. : -5(-2); A1B_C.-B. : 3(5); A1B_Met : 6(3); A1B_M : 7(2); A1B_M_LU : 8(2)
  • Sud : CD_Base : 107(60); A1B_Base : 3(6); A1B_É.-U. : -2(-2); A1B_C.-B. : 1(4); A1B_Met : 1(5); A1B_M : 5(5); A1B_M_LU : 4(5)
  • Midwest 123(72); A1B_Base : 6(4); A1B_É.-U. : -5(-3); A1B_C.-B. : 1(2); A1B_Met : 8(6); A1B_M : 13(6); A1B_M_LU : 10(6)
  • Sud-Est 103(66); A1B_Base : -2(1); A1B_É.-U. : -10(-5); A1B_C.-B. : 1(2); A1B_Met : 7(6); A1B_M : 7(5); A1B_M_LU : 8(5)
  • Nord-Est 135(75); A1B_Base : 4(2); A1B_É.-U. : -9(-5); A1B_C.-B. : 1(1); A1B_Met : 7(6); A1B_M : 16(7); A1B_M_LU : 15(7)

 

Le tableau et les cartes indiquent qu’en général, pour le scénario futur A1B, le plafond de l’ozone (tel qu’il est représenté par le 98e centile par région) augmente légèrement dans l’ouest, mais il diminue davantage (jusqu’à sept ppbv) dans le centre et l’est des États-Unis. Ces changements découlent des effets combinés de l’augmentation des niveaux d’ozone, qui est attribuable à l’augmentation du nombre de conditions limites chimiques et contrebalancée par une diminution des niveaux d’ozone qui, elle, est attribuable à la réduction des émissions des États-Unis. Selon la région, le résultat est perturbé, soit à hausse, soit à la baisse, et varie en fonction des changements climatiques, des émissions biosynthétiques et de l’utilisation des terres. Dans l’ouest des États-Unis, les effets climatiques (météorologie plus émissions biosynthétiques) entraînent une légère augmentation des valeurs maximales d’ozone, alors que les augmentations plus importantes sont modélisées dans d’autres parties des États-Unis par suite de températures plus chaudes et des effets connexes sur les réactions atmosphériques et les émissions biosynthétiques. Les effets de l’utilisation des terres qui sont liés à l’accroissement des terres cultivées tendent à légèrement contrebalancer l’augmentation liée exclusivement aux effets climatiques.

Il faut reconnaître que les résultats présentés ici relèvent d’une seule configuration de modélisation et d’un seul scénario futur du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. Comme l’indique la synthèse fournie par Weaver et al. (2009), il est clair que différents systèmes de modélisation et différents scénarios peuvent entraîner des résultats assez différents. Par conséquent, il faut continuer d’établir un ensemble de résultats de modélisation pour les conditions futures, de sorte à tenir compte de l’incertitude et de la diversité relatives aux approches de modélisation, ainsi que de l’éventail de trajectoires possibles en ce qui concerne le changement planétaire.

 

Figure 13.9 Changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d’ozone sur huit heures pour les effets cumulatifs du scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_Base - CD_Base). Le côté droit de la figure constitue une image agrandie de la partie nord-ouest du Pacifique.

Figure 13.9 Changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d’ozone sur huit heures pour les effets cumulatifs du scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_Base - CD_Base). Le côté droit de la figure constitue une image agrandie de la partie nord-ouest du Pacifique (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.9

La figure 13.9 est composée de deux diagrammes. À la gauche, on trouve une carte au trait de la région continentale des États-Unis, y compris le sud du Canada et le nord du Mexique, et à la droite, on trouve une carte au trait de la région nord-ouest du Pacifique, y compris Washington, Oregon et Idaho, le nord de la Californie et du Nevada, l'ouest de Montana et le sud-est de la Colombie-Britannique. Pour les deux cartes, des couleurs indiquent les changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures pour les effets cumulatifs du scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle. L'échelle de couleurs va de -18 à 18 ppbv.

Dans le diagramme de gauche (région continentale des États-Unis), on observe des changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures dans la fourchette de 1 à 8 ppbv pour la plupart des régions. Des exceptions se produisent à la pointe sud de la péninsule de la Basse-Californie et dans l'ensemble du centre du Mexique où les changements sont de l'ordre de 12 à 18 ppbv. La région autour de la Nouvelle-Orléans et des plus petites régions à proximité de la ville de New York, de Boston et de Los Angeles ont également des changements dans la fourchette de 12 à 18 ppbv. En général, la côte est de la Caroline du Nord jusqu'à la Nouvelle-Écosse a des changements dans la fourchette de -1 à -6 ppbv. Les côtes de la Géorgie et du nord de la Floride, le coin nord-est d'Alabama, la frontière centrale de la Caroline du Nord et de la Caroline du Sud, le centre de la Californie et la côte ouest de Los Angeles au centre de Washington ont également des changements dans la fourchette de -1 à -6 ppbv.

Dans le diagramme de droite, on observe des changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures de l'ordre de 1 à 8 ppbv pour la plupart des régions intérieures du nord-ouest du Pacifique. Le côté est de Puget Sound et la vallée du bas Fraser ont également des changements dans la fourchette de 1 à 8 ppbv. La péninsule olympique et l'île de Vancouver ont des changements dans la fourchette de -1 à 1 ppbv (aucun changement). La pointe extrême sud de Puget Sound et toutes les zones côtières du sud de la baie Wilapa ont toutes des changements dans la fourchette de -1 à -6 ppbv.

 

Figure 13.10 Changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d’ozone sur huit heures pour les conditions limites chimiques du scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_BC - CD_Base). Le côté droit de la figure constitue une image agrandie de la partie nord-ouest du Pacifique.

Figure 13.10 Changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d’ozone sur huit heures pour les conditions limites chimiques du scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_BC - CD_Base). Le côté droit de la figure constitue une image agrandie de la partie nord-ouest du Pacifique. (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.10

La figure 13.10 est composée de deux diagrammes. À la gauche, on trouve une carte au trait de la région continentale des États-Unis, y compris le sud du Canada et le nord du Mexique, et à la droite, on trouve une carte au trait de la région nord-ouest du Pacifique, y compris Washington, Oregon et Idaho, le nord de la Californie et du Nevada, l'ouest de Montana et le sud-est de la Colombie-Britannique. Pour les deux cartes, des couleurs indiquent les changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures pour les conditions limites chimiques du scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle. L'échelle de couleurs va de -18 à 18 ppbv.

Dans le diagramme de gauche (région continentale des États-Unis) presque toutes les régions ont des changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures entre 2 et 8 ppbv. Le nord-est des États-Unis ainsi que la région canadienne à l'est des Grands Lacs ont des changements de l'ordre de 1 à 2 ppbv. La seule exception notable est la pointe sud de la péninsule de la Basse-Californie et l'ensemble du centre du Mexique où les changements sont de l'ordre de 12 à 18 ppbv.

Dans le diagramme de droite, on observe des changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures de l'ordre de 2 à 8 ppbv pour l'ensemble du nord-ouest du Pacifique.

 

Figure 13.11 Changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d’ozone sur huit heures pour le scénario d’émissions des États-Unis du scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_US - CD_Base). Le côté droit de la figure constitue une image agrandie de la partie nord-ouest du Pacifique.

Figure 13.11 Changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d’ozone sur huit heures pour le scénario d’émissions des États-Unis du scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_US - CD_Base). Le côté droit de la figure constitue une image agrandie de la partie nord-ouest du Pacifique. (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.11

La figure 13.11 est composée de deux diagrammes. À la gauche, on trouve une carte au trait de la région continentale des États-Unis, y compris le sud du Canada et le nord du Mexique, et à la droite, on trouve une carte au trait de la région nord-ouest du Pacifique, y compris Washington, Oregon et Idaho, le nord de la Californie et du Nevada, l'ouest de Montana et le sud-est de la Colombie-Britannique. Pour les deux cartes, des couleurs indiquent les changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures pour le scénario d'émissions des États-Unis du scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle. L'échelle de couleurs va de -18 à 18 ppbv.

Dans le diagramme de gauche (région continentale des États-Unis), on observe des changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures entre 2 et 8 ppbv et entre 0 et -6 ppbv pour presque l'ensemble des États-Unis. Les exceptions comprennent la côte est au nord de Cape Hatteras, au centre de la Caroline du Nord, à l'est de la Caroline du Sud, et au nord de la Géorgie qui ont des changements de l'ordre de -6 à -10 ppbv. On observe également des changements de l'ordre de -6 à 10 ppbv dans une petite bande au centre de la Floride et le long de la côte sud-ouest de cet État. Une section de la Californie qui s'étend à l'est et au sud de San Francisco a également des changements de l'ordre de -6 à -8 ppbv. Les régions avec des changements positifs comprennent la région autour de Los Angeles (des changements de 2 à 6 ppbv) et la région autour de Puget Sound (description plus en détail ci-après). Aucun changement relatif aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures n'a été observé dans la plupart du Mexique, à l'exception de la côte est de la mer de Cortez et des régions au centre du Mexique, où on a observé des changements de 1 à 4 ppbv. Pour la plus grande partie du Canada, aucun changement relatif aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures n'a été relevé, à l'exception d'une région le long de la frontière entre l'Alberta et la Saskatchewan et du bassin de Georgia, où on a observé des changements de l'ordre de 1 à 4 ppbv.

Dans le diagramme de droite (qui montre le nord-ouest du Pacifique), aucun changement n'est indiqué pour la plupart du sud-ouest de la Colombie-Britannique en ce qui concerne les niveaux maximums quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures. Les exceptions sont la vallée du bas Fraser et le détroit de Géorgie, où on a observé des changements de 1 à 4 ppbv. On n'a également pas relevé de changement par rapport aux niveaux maximums quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures dans le nord de Washington, au Montana et dans l'Idaho, ainsi que dans la côte du Pacifique au nord de Portland. Le côté est de Puget Sound a des changements de 1 à 6 ppbv, alors que le reste de la région des États-Unis a des changements de -1 à -6 ppbv.

 

Figure 13.12 (a) Changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d’ozone sur huit heures pour les émissions biosynthétiques + la météorologie propres au scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_M - CD_Base) et (b) pour la météorologie + les émissions biosynthétiques + l’utilisation des terres propres au scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_M_LU - CD_Base). Le côté droit de la figure constitue une image agrandie de la partie nord-ouest du Pacifique.

a) Météorologie + émissions biosynthétiques du scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle

Figure 13.12 (a) Changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d’ozone sur huit heures pour les émissions biosynthétiques + la météorologie propres au scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_M - CD_Base) et (b) pour la météorologie + les émissions biosynthétiques + l’utilisation des terres propres au scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_M_LU - CD_Base). Le côté droit de la figure constitue une image agrandie de la partie nord-ouest du Pacifique.  a) Météorologie + émissions biosynthétiques du scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle

b) Météorologie + émissions biosynthétiques + utilisation des terres du scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle

Figure 13.12 (b1) pour la météorologie + les émissions biosynthétiques + l’utilisation des terres propres au scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_M_LU - CD_Base) (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.12

La figure 13.12 est divisée en deux parties. La section supérieure (section a) montre les changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures pour les émissions biosynthétiques + la météorologie propres au scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_M - CD_Base) et la section inférieure (section b) montre les changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures pour la météorologie + les émissions biosynthétiques + l'utilisation des terres propres au scénario A1B moins le scénario de référence de la décennie actuelle (A1B_M_LU - CD_Base). Chacune des deux sections est composée de deux diagrammes. À la gauche, dans chaque cas, on trouve une carte au trait de la région continentale des États-Unis, y compris le sud du Canada et le nord du Mexique, et à la droite, on trouve une carte au trait de la région nord-ouest du Pacifique, y compris Washington, Oregon et Idaho, le nord de la Californie et du Nevada, l'ouest de Montana et le sud-est de la Colombie-Britannique. Dans les deux cas, des couleurs sur les cartes servent à indiquer les changements relatifs aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures selon une échelle de couleur variant de -18 à 18 ppbv.

Dans le diagramme de gauche (région continentale des États-Unis) de la section supérieure (A1B_M - CD_Base), on peut voir qu'il y a eu des changements de l'ordre de -1 à -6 ppbv en ce qui concerne les niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures de la côte du Pacifique et des eaux extracôtières au nord de Los Angeles. Il n'y a eu aucun changement dans les niveaux d'ozone pour le nord-est de la Californie, l'Arizona, l'Idaho, l'est de Washington et l'Oregon, alors qu'il y a eu des changements de l'ordre de 1 à 8 ppbv pour la majeure partie du restant des États-Unis. Il y a certaines exceptions à proximité des villes de New York, de Boston, de Détroit, de Chicago et de la Nouvelle-Orléans, pour lesquelles les changements sont de l'ordre de 8 à 18 ppbv. On a observé des changements de l'ordre de 1 à 4 ppbv pour la plus grande partie du Mexique. Dans le sud du Canada, aucun changement n'est observé dans la plupart des régions, à l'exception du sud-ouest de la Colombie-Britannique, où on observe des changements de l'ordre de -1 à -4 ppbv, et des régions autour du lac Winnipeg et des Grands Lacs, où on observe des changements de l'ordre de 1 à 6 ppbv.

Dans le diagramme de droite (nord-ouest du Pacifique) de la section supérieure, on observe des changements de l'ordre de -1 à -4 ppbv pour l'ensemble de la région côtière et la plus grande partie du sud-ouest de la Colombie-Britannique. Aucun changement n'est relevé pour le reste de la région.

Les changements prévus par rapport aux niveaux maximaux quotidiens estivaux d'ozone sur huit heures pour le cas A1B_M_LU - CD_Base (section inférieure) sont très semblables aux changements prévus pour le cas A1B_M - CD_Base (section supérieure). Des différences mineures comprennent une région légèrement plus petite qui présente des augmentations dans le sud de la Californie, et des augmentations plus importantes (de 8 à 18 ppbv) autour de Tampa et de Miami. L'image est également presque identique pour le nord-ouest du Pacifique, à l'exception de diminutions légèrement plus importantes dans le centre et le nord de l'île de Vancouver (de -2 à -4 ppbv par rapport à -1 à -2 ppbv).

 

13.3.5 Incidences sur la qualité de l’air de Georgia Bassin

Les résultats du scénario ECHAM5/A1B présentés ci-dessus proposent que la teneur en ozone du bassin atmosphérique de Georgia Bassin et de Puget Sound augmentera un peu (jusqu’à 2 ppb) sous les effets cumulatifs des changements climatiques, des changements mondiaux et locaux en matière d’émissions ainsi que des changements relatifs à l’utilisation des terres. En ce qui concerne les politiques de gestion de la qualité de l’air, les résultats figurant dans le tableau 13.1laissent entendre que l’effet positif de la réduction des émissions locales aux États-Unis pourrait être contrebalancé par des concentrations de fond chimiques plus élevées par suite du transport à grande distance (figure 13.10). Même si les effets du climat (météorologie seulement) montrent une diminution nette des valeurs maximales d'ozone (tableau 13.1), une combinaison de températures plus chaudes, d'émissions biosynthétiques accrues et de changements liés à l'utilisation des terres produit une légère augmentation de la concentration d'ozone sur 8 heures de l'ordre de 1-2 ppb dans certaines parties de la zone atmosphérique du bassin de Georgia-Puget Sound (tableau 13.1). Les effets climatiques et le transport à grande distance doivent donc être pris en compte pour toute future décision de gestion de la qualité de l’air liée à la concentration d’ozone dans la région.

13.4 Simulations climatiques/de la qualité de l’air effectuées par Environnement Canada à l’aide du modèle AURAMS (système régional unifié de modélisation de la qualité de l’air)

J. Kelly, D. Plummer, P.A. Makar (Environnement Canada)

Tel qu’il a été mentionné précédemment, un aspect clé des résultats présentés ci-dessus est qu’ils ne représentent qu’un seul scénario et qu’une seule configuration de modélisation du Rapport spécial sur les scénarios d’émissions du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. Comme l’ont démontré Weaver et al. (2009), on peut constater des différences considérables entre différents scénarios d’émissions mondiales et différentes configurations de modélisation.

Kelly et al. (2011) ont simulé les effets des changements climatiques sur des concentrations d’ozone et de matières particulaires de 2,5 microns (MP2,5) à l’échelle de l’Amérique du Nord à l’aide d’un système régional unifié de modélisation de la qualité de l’air (AURAMS, v. 1.3.2, Gong et al., 2006, Makar et al., 2010, Houyoux et al., 2000, Comité des politiques de l’environnement [CPE ONU], 2003, Côté et al., 1998) utilisé conjointement avec le modèle climatique régional canadien (MCRC, v. 4.2.3, Caya et Laprise, 1999, Laprise et al., 2003, Plummer et al., 2006, Sushama et al., 2010, Mladjic et al., 2011, Kain et Fritsch, 1999, Bechtold et al., 2001).

AURAMS est un système régional unifié de modélisation de la qualité de l’air qui est semblable au modèle CMAQ en ce qui concerne son niveau de complexité, mais qui utilise différentes méthodes pour bon nombre de ses modules scientifiques. Le modèle AURAMS comprend le système SMOKE de traitement des émissions de précurseurs du smog (Houyoux et al., 2000, Comité des politiques de l’environnement [CPE ONU], 2003), un module de commande météorologique et un modèle de transport chimique, ce dernier comprenant des processus liés à la chimie en phase gazeuse (42 espèces gazeuses), à la chimie inorganique et organique des particules (huit espèces d’aérosols avec une répartition de l’ordre de douze plateaux), aux dépôts secs de gaz et d’aérosols, à la chimie aqueuse, à la microphysique des aérosols (nucléation, condensation/évaporation, coagulation, activation du noyau de condensation des nuages), à la sédimentation gravitationnelle des particules et au dépôt de particules sèches et humides. Les données relatives aux espèces et aux diagnostics du modèle AURAMS ont été extraites à des intervalles d’une heure pour les simulations réalisées ici.

Le modèle climatique régional canadien est un modèle climatique régional à étendue limitée et à résolution de 45 km qui sert ici à réduire l’échelle des résultats du modèle couplé de circulation générale canadien (MCCG, v 3.1) afin de fournir des données d’entrée météorologiques requises par le modèle AURAMS. Deux simulations climatiques régionales ont été réalisées, une pour le climat actuel (1997-2006) et une pour le climat futur (2041-2050). La projection climatique future utilisée dans ces simulations relève du scénario d’émissions A2 du Rapport spécial sur les scénarios d’émissions, qui crée un climat semblable à celui du scénario A1B jusqu’à l’an 2050 pour ensuite commencer à diverger. Trois simulations liées à la qualité de l’air à une résolution de 45 km ont été réalisées pour les mois de juin, de juillet et d’août à l’aide de ces données d’entrée météorologiques. Ces scénarios comprennent les éléments ci-après :

  • émissions actuelles, climat actuel (climat de 1997 à 2006, avec les émissions anthropiques de précurseurs de pollution atmosphérique du Canada et des États-Unis en 2002 et du Mexique en 1999);
  • émissions actuelles, climat futur (climat selon le scénario A2 du Rapport spécial sur les scénarios d’émissions de 2041-2050, avec les émissions anthropiques de précurseurs de pollution atmosphérique de 2002/1999);
  • émissions futures, climat futur (climat selon le scénario A2 du Rapport spécial sur les scénarios d’émissions de 2041-2050, avec les émissions du profil représentatif d’évolution de concentration 6.0).

Le dernier de ces scénarios fait usage du profil représentatif d’évolution de concentration 6.0 du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (profil 6.0, Fujino et al., 2006, Hijioka et al., 2008). Les scénarios des profils représentatifs d’évolution de concentration représentent un perfectionnement plus récent des anciens scénarios A2, A1, etc. Ils comprennent un perfectionnement plus détaillé des liens entre les activités d’émissions de précurseurs du smog et de gaz à effet de serre en plus d’indiquer de quelles façons la modification de ces activités changerait également les émissions anthropiques de précurseurs du smog. Le scénario d’émissions du profil représentatif d’évolution de concentration 6.0 comprend les changements décennaux de 108 activités d’émissions liées à l’oxyde d’azote, aux composés organiques volatils, au dioxyde de soufre, etc. Les rapports entre les valeurs de 2020 et de 2050 du profil 6.0 ont servi à l’établissement d’une échelle pour les meilleures prévisions d’émissions offertes par Environnement Canada en vue de maintenir le statu quo (uniquement les mesures de contrôle actuellement imposées par la loi) de l’année 2020 pour créer les valeurs de l’année 2050. Ces facteurs d’établissement d’échelle ont été appliqués au système SMOKE de traitement des émissions, qui sert à créer tous les ensembles de données sur les émissions de précurseurs du smog utilisés dans les simulations réalisées en combinant le modèle AURAMS et le modèle climatique régional canadien. Les émissions biosynthétiques sont calculées en ligne dans le modèle AURAMS (c.-à-d. que les émissions sont des fonctions de la température et du rayonnement photosynthétiquement utilisable, soit deux paramètres découlant des moteurs météorologiques). Les facteurs d’émissions biosynthétiques utilisés dans le modèle AURAMS proviennent du modèle BEIS3.09 (Vukovich et Pierce, 2002), et la base de données sur l’utilisation des terres provient de données relatives au couvert végétal obtenues par satellite. La modélisation suppose que la végétation de 2041-2050 n'aura pas suffisamment de temps pour changer considérablement par rapport à la végétation entretenue par le climat actuel.

Le modèle AURAMS a besoin de beaucoup plus de champs météorologiques que ceux actuellement offerts par les variables de sortie standard du modèle climatique régional canadien, à une résolution temporelle de 15 minutes, ce qui a nécessité la reprise de simulations précédentes du modèle climatique régional canadien avec des possibilités de sortie améliorées dans le modèle en question. Pour ces simulations, le modèle couplé de circulation générale canadien a servi à mettre à jour les conditions limites du modèle climatique régional canadien toutes les six heures, et les données météorologiques inhérentes au modèle climatique régional canadien ont été extraites à un intervalle de 15 minutes pour obtenir des données d’entrée nécessaires au modèle AURAMS. Les conditions initiales des simulations du modèle climatique régional canadien pour chaque été simulé ont été tirées d’une ancienne simulation du modèle qui a été réalisée pour une année se trouvant entre 1959 et 2100 (avec une période de démarrage de deux semaines en mai). La Figure 13.13 illustre la grille utilisée pour les simulations du modèle climatique régional canadien.

 

Figure 13.13 Grilles utilisées pour le modèle climatique régional canadien (à l’intérieur du carré pointillé) et pour la combinaison du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien. L’étendue topographique du modèle climatique régional canadien est également illustrée.

Figure 13.13 Grilles utilisées pour le modèle climatique régional canadien (à l’intérieur du carré pointillé) et pour la combinaison du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien. L’étendue topographique du modèle climatique régional canadien est également illustrée. (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.13

La figure 13.13 est une projection conique de l'Amérique du Nord qui s'étend de 15° N jusqu'au pôle Nord et qui comprend le Groenland, le Cuba et la péninsule de Tchoukotka en Russie. Un rectangle en pointillés qui indique les grilles du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien est délimité par une ligne qui part de la région du golfe de Kotzebue au nord-ouest de l'Alaska, qui traverse l'océan Arctique, pour se rendre à l'océan Atlantique au bord de Terre-Neuve, à environ 45° N et 45° O. La ligne passe ensuite au sud des Caraïbes, entre le Cuba et la Jamaïque, et à l'ouest de l'océan Pacifique, à environ 28° N et 130° O. L'étendue topographique du modèle climatique régional canadien est également illustrée. Cela reflète la topographie continentale véritable et s'étend de 0 à 3 500 m au-dessus du niveau de la mer.

 

La conception des simulations réalisées en combinant le modèle AURAMS et le modèle climatique régional canadien diffère de celle des simulations présentées plus tôt dans le présent chapitre. En effet, le modèle AURAMS est exécuté dans son mode d’origine, et les mêmes conditions chimiques sont fixées à toutes les limites des simulations. La réduction d’échelle météorologique a donc été appliquée, mais pas la réduction chimique. Par conséquent, les simulations offrent des renseignements sur les changements potentiels issus des changements climatiques à l’intérieur du domaine du modèle, mais elles n’indiquent pas comment les émissions à l’extérieur du domaine du modèle peuvent influencer l’image propre à la qualité de l’air de l’Amérique du Nord.

13.4.1 Rendement du modèle

Afin d’évaluer le rendement du modèle, les observations formulées sur l’Amérique du Nord pour la période climatique actuelle (1997-2006) ont été recueillies à partir de stations d’observation d’ozone et de matières particulaires de 2,5 microns à l’échelle du continent. Un critère d’exhaustivité de 70 % du nombre d’années où des observations ont été formulées et de 75 % pour les mois de juin, de juillet et d’août a été utilisé pour trier les données (c.-à-d. qu’une station doit disposer de données pour sept des dix années, et que chacune de ces années de déclaration doit comprendre des données valides pour plus de 75 % des jours disponibles avant d’être incluse dans la base de données d’évaluation). Les données à chaque station ont servi à déterminer la moyenne maximale quotidienne de l’ozone sur huit heures et la moyenne diurne de matières particulaires de 2,5 microns (MP2,5) propres à la station. Les moyennes des valeurs maximales, des valeurs minimales, du 4e maximum le plus élevé, de divers centiles, du standard pancanadien (SP) et des objectifs nationaux afférents à la qualité de l’air ambiant (ONQAA) des États-Unis ont également été calculées, et l’ensemble de ces mesures ont été comparées aux prévisions du modèle au cours de la même période. Le résultat, soit des statistiques d’évaluation, est présenté dans les tableaux 13.2 et 13.3. Le modèle affiche un biais positif de 10 à 11 ppbv pour la plupart des statistiques relatives à l’ozone (c.-à-d. que les prévisions du modèle représentent en moyenne 10 ppbv de plus que les valeurs observées, que les inclinaisons sont très semblables pour la plupart des statistiques et qu’on surestime le niveau d’ozone minimal), et les valeurs des coefficients de corrélation ® s’étendent de 0,39 pour les objectifs nationaux afférents à la qualité de l’air ambiant à 0,62 pour le niveau moyen d’ozone. Les statistiques sur l’ozone (tableau 13.2) sont semblables à celles des simulations AURAMS qui utilisent son moteur météorologique standard (le modèle de prévisions météorologiques canadien : global environnemental multiéchelles (GEM). Les simulations à des espaces de grille de 42 km, de 15 km et de 2,5 km (Makar et al., 2010) laissent entendre qu’une bonne partie des biais positifs dans ces simulations de modèle sont issus d’un titrage insuffisant d’oxyde d’azote et qu’ils seront éliminés à une réduction d’échelle plus importante et à des résolutions de grille plus élevées que celles indiquées ici. Les statistiques sur les matières particulaires de 2,5 microns (tableau 13.3) sont semblables à celles de cette version d’AURAMSaxée sur le modèle global environnemental multiéchelles en ce qui concerne son coefficient de corrélation, avec les exceptions importantes du biais moyen (qui est plus négatif que la valeur obtenue par le modèle global environnemental multiéchelles) et des coefficients de corrélation liés au standard pancanadien et aux objectifs nationaux afférents à la qualité de l’air ambiant. Le biais négatif relativement élevé est vraisemblablement attribuable à deux facteurs : la physique des nuages liée à cette version du modèle climatique régional canadien, qui manque une paramétrisation de l’évaporation des précipitations de pluie, et les températures de surface de ce même modèle à l’échelle des montagnes de l’Ouest et des régions occupées par la forêt boréale du continent, qui affichent des biais négatifs. Il a été démontré que l’ancien processus était une source importante de sulfate particulaire (le dioxyde de soufre [SO2] absorbé par les nuages est converti en acide sulfurique et rejeté sous la forme de particules de sulfate lorsque la pluie s’évapore en route vers le sol). Le sulfate particulaire réduit le taux d’émissions biosynthétiques, ce qui réduit le taux de formation d’aérosols organiques secondaires à partir de l’oxydation de ces hydrocarbures rejetés par la végétation.

 

Tableau 13.2 Statistiques de rendement - Combinaison du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien pour le climat actuel : ozone
Metric
R2
R
Slope
Intercept
Mean Bias
Root Mean Square Error
Normalized Mean Bias
Normalized Mean Error
Minimum
0.23
0.48
0.60
21.8
12.5
15.4
0.54
0.56
Maximum
0.37
0.61
0.98
12.2
10.2
22.9
0.12
0.19
Mean
0.38
0.62
0.88
17.6
11.2
16.5
0.22
0.27
4 th Highest Maximum
0.37
0.61
0.96
14.2
11.4
21.2
0.15
0.22
Lowest 10 th Percentile
0.34
0.58
0.75
19.5
11.1
14.9
0.33
0.36
Highest 10 th Percentile
0.36
0.60
0.91
17.6
11.2
19.6
0.16
0.23
Highest 98 th Percentile
0.36
0.60
1.00
11.9
11.9
23.5
0.14
0.21
Canada-Wide Standard
0.25
0.50
0.93
20.4
19.0
31.1
1.00
1.31
NAAQS
0.16
0.39
0.92
14.8
14.1
25.2
1.63
2.09
Std. Dev.
0.31
0.56
0.83
2.3
0.0035
4.23
0.00026
0.23
Description du tableau 13.2

Le tableau 13.2 présente les statistiques de rendement pour la combinaison du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien pour l'ozone dans le climat actuel.

Dans la première rangée du tableau, on retrouve les en-têtes « Mesure métrique », « R2 », « R », « Courbe », « Point d'intersection », « Biais moyen », « Erreur quadratique moyenne », « Biais moyen normalisé », et « Erreur moyenne normalisée ». La première rangée indique les mesures d'ozone qui ont été évaluées. Les voici :

  • Minimum
  • Maximum
  • Moyenne
  • 4e maximum le plus élevé
  • 10e centile le plus bas
  • 10e centile le plus élevé
  • 98e centile le plus élevé
  • Standard pancanadien
  • Norme nationale américaine de qualité de l'air ambiant (NAAQS)
  • Écart-type

Les autres colonnes présentent la valeur numérique de chaque statistique de rendement donnée dans les en-têtes pour chacune des mesures d'ozone.

 

Tableau 13.3 Statistiques de rendement - Combinaison du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien pour le climat actuel : matières particulaires de 2,5 microns ( MP 2,5)
Metric R2 R Slope Intercept Mean Bias Root Mean Square Error Normalized Mean Bias Normalized Mean Error
Minimum
0.47
0.68
0.39
-0.01
-2.4
2.8
-0.62
0.63
Maximum
0.27
0.52
0.34
7.13
-13.8
18.9
-0.43
0.46
Mean
0.55
0.74
0.57
-0.63
-6.3
7.2
-0.48
0.50
4th Highest Maximum
0.38
0.62
0.51
3.13
-7.5
10.9
-0.35
0.40
Lowest 10th Percentile
0.52
0.72
0.53
-0.22
-2.9
3.4
-0.50
0.52
Highest 10th Percentile
0.53
0.73
0.55
-0.67
-11.0
12.7
-0.48
0.51
Highest 98th Percentile
0.39
0.63
0.44
2.78
-14.5
17.6
-0.47
0.49
Canada-Wide Standard
0.04
0.20
0.09
0.21
-1.6
3.2
-0.81
0.90
NAAQS
0.02
0.13
0.04
0.09
-0.9
1.9
-0.87
0.94
Std. Dev.
0.42
0.65
0.46
0.48
-3.1
3.8
-0.47
0.50
Description du tableau 13.3

Le tableau 13.3 présente les statistiques de rendement pour la combinaison du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien pour les matières particulaires de 2,5 microns dans le climat actuel.

Dans la première rangée du tableau, on retrouve les en-têtes « Mesure métrique », « R2 », « R », « Courbe », « Point d'intersection », « Biais moyen », « Erreur quadratique moyenne », « Biais moyen normalisé », et « Erreur moyenne normalisée ». La première rangée indique les mesures de MP2,5 qui ont été évaluées. Les voici :

  • Minimum
  • Maximum
  • Moyenne
  • 4e maximum le plus élevé
  • 10e centile le plus bas
  • 10e centile le plus élevé
  • 98e centile le plus élevé
  • Standard pancanadien
  • Norme nationale américaine de qualité de l'air ambiant (NAAQS)
  • Écart-type

Les autres colonnes présentent la valeur numérique de chaque statistique de rendement donnée dans les en-têtes pour chacune des mesures de MP2,5.

 

13.4.2 Prévisions du modèle - Changements météorologiques

Trois exemples de changements prévus en matière de météorologie qui entraînent les changements relatifs à la qualité de l’air sont indiqués ci-dessous avec les températures les plus basses dans une couche du modèle, l’humidité relative et les taux de précipitation. Des moyennes sur dix ans de la moyenne estivale et des valeurs au 98ecentile pour ces champs sont présentées dans les Figure 13.14, 13.15et 13.16.

La Figure 13.14 montre que la température moyenne estivale devrait augmenter, que l’étendue de l’augmentation devrait varier grandement dans l’espace et que les valeurs maximales devraient atteindre environ 2,2 °C. Par ailleurs, les plus grandes augmentations surviennent au centre du continent. Les régions du nord-ouest des États-Unis et du sud-ouest du Canada affichent des augmentations moyennes de températures estivales qui varient entre 1,0 et 1,7 °C près du Pacifique, avec des augmentations de température s’élevant jusqu’à 1,9 °C selon l’augmentation de la distance à l’intérieur des terres. La deuxième rangée de cartes en courbes de niveau (Figure 13.14) illustre la température moyenne estivale au 98e centile et la différence connexe (future/actuelle). Les températures au 98e centile représentent les températures extrêmes; la partie inférieure de la figure indique ainsi les journées les plus chaudes de l’été à gauche, et les changements de température durant les journées les plus chaudes à droite. La figure inférieure droite est importante, puisque les changements de température durant les journées les plus chaudes de l’été ont augmenté plus que la moyenne (si l’on compare les panneaux inférieurs et supérieurs droits de la Figure 13.14, qui comprennent différentes échelles de température). La tendance à la hausse des températures extrêmes est très hétérogène sur le plan spatial; la plus grande augmentation de températures extrêmes à l’échelle locale survient dans les provinces canadiennes de l’Ontario et du Québec, puis dans certaines parties de la région nord-ouest des États-Unis et de la région nord du Canada. Par exemple, l’augmentation moyenne de la température moyenne de Toronto varie de 1,7 à 1,9 °C, alors que l’augmentation connexe de la température moyenne au 98e centile varie de 2,6 à 3,0 °C. Cet effet n’est pas aussi prononcé dans le corridor s’étendant de Seattle à Vancouver, notamment, où les températures moyennes augmentent en moyenne de 1,2 à 1,7 °C et où les températures moyennes au 98e centile augmentent de 1,1 à 1,8 °C. Par ailleurs, la région nord de la Colombie-Britannique et le territoire du Yukon du Canada sont deux des rares endroits présentant des diminutions de températures au 98e centile; en effet, les augmentations constituent la norme à l’échelle du continent. Par conséquent, les cartes liées à la température présentent une augmentation de la température moyenne et une augmentation du nombre de conditions de chaleur extrême pour la plus grande partie du continent.

Figure 13.14 (a) Moyenne sur dix ans de la température estivale moyenne dans la couche la plus basse du modèle selon le climat actuel et (b) changements de température [moyenne future - moyenne actuelle] (c) Moyenne sur dix ans de la température estivale dans la couche la plus basse du 98e percentile du modèle selon le climat actuel (1997-2006) et (d) changement de la température de la couche la plus basse du modèle.

Figure 13.14 (a) Moyenne sur dix ans de la température estivale moyenne dans la couche la plus basse du modèle selon le climat actuel et (b) changements de température [moyenne future - moyenne actuelle] (c) Moyenne sur dix ans de la température estivale dans la couche la plus basse du 98e percentile du modèle selon le climat actuel (1997-2006) et (d) changement de la température de la couche la plus basse du modèle. (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.14

La figure 13.14 est composée de quatre diagrammes représentant chacun une carte de l'Amérique du Nord qui couvre une superficie s'étendant de la pointe de la péninsule de la Basse-Californie à l'océan Arctique. Dans chaque carte, des couleurs indiquent la température en degrés Celsius pour la région délimitée par les grilles du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien (décrites par la figure 13.13).

Le diagramme A présente la moyenne sur dix ans de la température estivale moyenne dans la couche la plus basse du modèle selon le climat actuel (1997-2006). L'échelle de température varie entre -5 et 34 °C. Il y a des températures entre -5 °C et 6 °C dans l’océan Arctique et la baie d'Hudson, ainsi que dans une grande partie de l'Alaska, du territoire du Yukon, et dans le nord-ouest de la Colombie-Britannique. Le reste du Canada (y compris le bassin de Georgia) a des températures dans la fourchette de 6 à 14 °C. Les températures varient de 6 à 17 °C dans le nord-ouest des États-Unis, et de 14 à 32 °C dans le sud-ouest du pays. Le centre et le sud-est des États-Unis ont également des températures se situant dans la fourchette de 14 à 32°C, et les températures augmentent généralement du nord-ouest au sud-est. Le nord-est des États-Unis a des températures dans la fourchette de 14 à 21 °C.

Le diagramme B présente les changements de températures estivales moyennes (moyenne future - moyenne actuelle]. L'échelle varie de 0,1 à 2,4 °C. Des changements de l'ordre de 0,1 à 1,5 °C ont été constatés dans le nord du Canada, les Maritimes, et la côte de la Colombie-Britannique. Le centre du Canada, y compris le sud-est de la Colombie-Britannique et le nord de l'Ontario, a des changements de l'ordre de 1,5 à 2,1 °C. Aux États-Unis, les changements de température varient de 1,5 à 2,4 °C; les plus petits changements sont relevés dans les régions côtières, et les changements les plus importants sont relevés dans les régions centrales, particulièrement les États dans le nord des états Midwest.

Le diagramme C présente la moyenne sur dix ans de la température estivale au 98e centile dans la couche la plus basse du modèle. L'échelle de température varie de 1 à 40 °C. Les températures se situent entre 1 °C et 12 °C dans l'océan Arctique et la baie Hudson, ainsi que dans une grande partie de l'Alaska, du territoire du Yukon, et du nord-ouest de la Colombie-Britannique. Le reste du Canada (y compris le bassin de Georgia) a des températures dans la fourchette de 12 à 23 °C. Les températures varient de 12 à 23 °C dans le nord-ouest des États-Unis, et de 23 à 34 °C dans le sud-ouest du pays. Le centre et le sud-est des États-Unis ont également des températures se situant dans la fourchette de 23 à 38°C, et les températures augmentent généralement du nord-ouest au sud-est. Le nord-est des États-Unis a des températures dans la fourchette de 19 à 27 °C.

Le diagramme D présente les changements dans la température estivale au 98e centile. L'échelle varie de -0,5 à 3,3 °C. Dans ce cas, on observe les plus petits changements dans le nord-ouest de la Colombie-Britannique et au Yukon, c'est-à-dire des changements de -0,5 à 1,5 °C. Dans le reste du Canada, y compris l'est de l'Arctique, on observe des changements de l'ordre de 1,5 à 2,2 °C, avec des secteurs isolés où les températures varient jusqu'à 3,3 °C. Aux États-Unis, on observe dans les États du MidWest et du nord-est des changements de l'ordre de 1,8 à 3,3 °C, et dans le reste des États-Unis, des changements de l'ordre de 1,1 à 2,6 °C . Comme il est indiqué dans le texte, la tendance des augmentations par rapport aux températures estivales du 98e centile n'est pas homogène sur le plan spatial.

 

La Figure 13.15 illustre la moyenne de l’humidité précise moyenne estivale et de l’humidité précise au 98e centile dans les simulations climatiques actuelles ainsi que les changements entre le climat futur et le climat actuel. L’humidité précise est une mesure de la teneur en eau de l’atmosphère, et elle influence la chimie de l’atmosphère par l’entremise de différents mécanismes (c.-à-d. qu’elle établit la concentration de fond de radicaux hydroxyles, ce qui influence l’équilibre de la chimie inorganique des particules, etc.). L’humidité précise connaît une augmentation de sa valeur moyenne et de sa valeur au 98e centile, cette dernière atteignant ses plus grandes augmentations dans le bassin du Mississippi, dans le sud de la Floride et dans le bassin de la rivière Rouge. Comme la température, les augmentations de l’humidité précise au 98e centile sont en général plus élevées que les augmentations de la valeur moyenne, ce qui indique une augmentation spatialement hétérogène de l’ampleur des événements d’humidité extrême à l’échelle du continent.

 

Figure 13.15 (a) Moyenne sur dix ans de l'humidité estivale moyenne dans la couche la plus basse du modèle selon le climat actuel (1997-2006) et (b) changements en matière d'humidité précise [moyenne future - moyenne actuelle] (c) Moyenne sur dix ans de l'humidité estivale précise dans la couche la plus basse du 98e percentile du modèle selon le climat actuel (1997-2006) et (d) changements de l'humidité précise dans la couche la plus basse du modèle.

Figure 13.15 (a) Moyenne sur dix ans de l'humidité estivale moyenne dans la couche la plus basse du modèle selon le climat actuel (1997-2006) et (b) changements en matière d'humidité précise [moyenne future - moyenne actuelle] (c) Moyenne sur dix ans de l'humidité estivale précise dans la couche la plus basse du 98e percentile du modèle selon le climat actuel (1997-2006) et (d) changements de l'humidité précise dans la couche la plus basse du modèle. (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.15

La figure 13.15 est composée de quatre diagrammes représentant chacun une carte de l'Amérique du Nord qui couvre une superficie s'étendant de la pointe de la péninsule de la Basse-Californie à l'océan Arctique. Dans chaque carte, des couleurs indiquent l'humidité précise en unités de 103 kg/kg pour la région délimitée par les grilles du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien (décrites par la figure 13.13).

Le diagramme A présente la moyenne sur dix ans de l'humidité estivale moyenne précise dans la couche la plus basse du modèle selon le climat actuel (1997-2006). L'humidité varie de 2,9 à 23,3 x 103 kg/kg. En Colombie-Britannique et dans la plus grande partie des territoires canadiens, l'humidité est de 2,9 à 7 x 103 kg/kg. L'exception est l'extrémité ouest des Territoires du Nord-Ouest, où l'humidité est de 7,0 à 9,1 x 103 kg/kg. Dans le reste du Canada, l'humidité est également de 7,0 à 9,1 x 103 kg/kg, à l'exception de l'extrême sud des Prairies et du sud de l'Ontario, où l'humidité est de 9,1 à 11,1 x 103 kg/kg. Dans l'ouest des États-Unis, l'humidité est très peu hétérogène sur le plan spatial mais varie de 5,0 à 13,2 x 103 kg/kg. Dans le Midwest et le nord-est des États-Unis, l'humidité varie également de 5,0 à 13,2 x 103 kg/kg; il y a une tendance à la hausse du nord au sud. Dans le centre-sud et le sud-est des États-Unis, l'humidité varie de 15,2 à 23,4 x 103 kg/kg; l'humidité la plus élevée se trouve dans les régions autour du golfe du Mexique et de la Floride.

Le diagramme B présente les changements en matière d'humidité précise [moyenne future - moyenne actuelle]. L'échelle varie de -0,38 à 1,9 x 103 kg/kg. Les changements au Canada se situent généralement dans la fourchette de -0,14 à 0,79 x 103 kg/kg, mais dans le sud du Manitoba et de l'Ontario on trouve des changements dans la fourchette de 0,79 à 1,2 x 103 kg/kg. Aux États-Unis, les changements ne sont pas homogènes du tout, mais se situent généralement dans la fourchette de 0,79 à 1,8 x 103 kg/kg. Les augmentations les plus importantes sont observées en Floride et au Texas, et un peu partout dans les états du sud-est.

Le diagramme C présente la moyenne sur dix ans de l'humidité moyenne estivale au 98e centile dans la couche la plus basse du modèle. L'humidité varie de 4,2 à 25,8 x 103 kg/kg. En Colombie-Britannique et dans la plus grande partie des territoires canadiens, l'humidité se situe entre 4,2 et 10,7 x 103 kg/kg; l'humidité dans l'extrémité ouest des Territoires du Nord-Ouest se trouve dans la fourchette de 10,7 à 12,8 x 103 kg/kg. Dans le reste du Canada, l'humidité se situe dans la fourchette de 10,7 à 17,2 x 103 kg/kg. Dans l'ouest des États-Unis, l'humidité n'est pas hétérogène sur le plan spatial mais varie de 4,2 à 17,2 x 103 kg/kg. Dans le Midwest et le nord-est des États-Unis, l'humidité varie également de 15,0 à 21,5 x 103 kg/kg; il y a une tendance à la hausse du nord au sud. Dans le centre-sud et le sud-est des États-Unis, l'humidité varie de 17,2 à 23,7 x 103 kg/kg, à l'exception d'une petite section qui se situe dans la fourchette de 23,7 à 25,8 x 103 kg/kg le long de la côte du golfe de Texas.

Le diagramme D présente les changements en matière d'humidité précise au 98e centile [moyenne future - moyenne actuelle]. L'échelle varie de -0,86 à 3,1 x 103 kg/kg. Les changements à l'échelle du continent ne sont pas homogènes, mais au Canada, ils sont généralement dans la fourchette de -0,07 à 1,9 x 103 kg/kg, à l'exception du sud du Manitoba et de la région de la frontière entre le Québec et l'Ontario où on observe dans changements dans la fourchette de 1,9 à 2,3 x 103 kg/kg. Aux États-Unis, les changements se situent généralement dans la fourchette de 1,1 à 2,3 x 103 kg/kg. Les plus grandes augmentations sont observées dans le Midwest et le sud de la Floride (de 2,3 à 3,1 x 103 kg/kg).

 

La Figure 13.16 illustre la hauteur moyenne de la hauteur moyenne estivale et de la hauteur au 98e centile de la couche limite planétaire (CLP). La hauteur de la couche limite planétaire définit l’épaisseur de la couche la plus basse, à plus haute turbulence et relativement bien mélangée de l’atmosphère. Des hauteurs plus faibles de couches limites planétaires sont liées à une mauvaise qualité de l’air attribuable à la capture de précurseurs émis dans une région plus mince (comparativement aux hauteurs plus élevées de couches limites planétaires). La figure montre que la hauteur moyenne et de la hauteur au 98e centile de la couche limite planétaire tendent à augmenter, malgré des diminutions importantes qui surviennent aussi dans certaines régions. Dans le corridor de Vancouver à Seattle, par exemple, on remarque une légère diminution de la hauteur moyenne de la couche limite planétaire et une augmentation de la hauteur de la couche limite planétaire au 98e centile. D’autres régions, notamment celle de la côte est des États-Unis, présentent des augmentations de la hauteur moyenne de la couche limite planétaire, qui atteignent jusqu’à 40 m, et des diminutions locales de la hauteur de la couche limite planétaire au 98e centile de l’ordre d’une centaine de mètres. Le Colorado affiche une diminution importante de la hauteur moyenne et de la hauteur au 98e centile de la couche limite planétaire; des diminutions de la hauteur de la couche limite planétaire au 98e centile sont observées dans la plupart des régions qui s’étendent sur le territoire du Yukon, la Colombie Britannique et les régions montagneuses se trouvant à l’intérieur des États de Washington et de l’Oregon.

 

Figure 13.16 (a) Moyenne sur dix ans de la hauteur moyenne estivale de la couche limite dans la couche la plus basse du modèle selon le climat actuel (1997-2006) et (b) changements en matière de hauteur de la couche limite [moyenne future - moyenne actuelle] (c) Moyenne sur dix ans de la hauteur estivale de la couche limite dans la couche la plus basse du 98e percentile du modèle selon le climat actuel (1997-2006) et (d) changements en matière de hauteur de la couche limite.

Figure 13.16 (a) Moyenne sur dix ans de la hauteur moyenne estivale de la couche limite dans la couche la plus basse du modèle selon le climat actuel (1997-2006) et (b) changements en matière de hauteur de la couche limite [moyenne future - moyenne actuelle] (c) Moyenne sur dix ans de la hauteur estivale de la couche limite dans la couche la plus basse du 98e percentile du modèle selon le climat actuel (1997-2006) et (d) changements en matière de hauteur de la couche limite. (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.16

La figure 13.16 est composée de quatre diagrammes représentant chacun une carte de l'Amérique du Nord qui couvre une superficie s'étendant de la pointe de la péninsule de la Basse-Californie à l'océan Arctique. Dans chaque carte, des couleurs indiquent la hauteur de la couche limite en mètres pour la région délimitée par les grilles du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien (décrites par la figure 13.13).

Le diagramme A présente la moyenne sur dix ans de la hauteur moyenne estivale dans la couche la plus basse du modèle selon le climat actuel (1997-2006). L'échelle varie de 149 à 1 050 m. Le long des côtes des océans Atlantique, Pacifique et Arctique, ainsi que dans les Grands Lacs, la hauteur de la couche limite varie de 149 à 348 m. Pour la plus grande partie de la Colombie-Britannique, de l'Arctique canadien, du nord des Prairies, de l'Ontario et du Québec, la hauteur de la couche limite varie de 248 à 448 m. Dans le reste du Canada, elle varie de 448 à 647 m. Pour le nord-est, le Midwest et la plupart du sud-est des États-Unis, la hauteur de la couche limite varie également de 448 à 647 m. C'est le cas aussi du nord-ouest des États-Unis et de la Californie. La région à l'est de la Californie qui s'étend au Nebraska, au Kansas et au Texas à l'est et à la frontière du Mexique au sud a des hauteurs de la couche limite dans la fourchette de 647 à 1 050 m.

Le diagramme B présente les changements par rapport à la hauteur moyenne de la couche limite (moyenne future - moyenne actuelle]. L'échelle varie de -133 à 87 m. Pour une grande partie du continent, les changements se situent dans la fourchette de -26 à -1 m. Des augmentations de 21 à 65 m sont observées dans l'est de l'Alberta, l'ouest de la Saskatchewan, le sud du Manitoba, le nord-ouest de l'Ontario, et un peu à l'ouest du Grand lac des Esclaves dans les Territoires du Nord-Ouest. Des augmentations de 21 à 65 m sont également relevées au sud du lac Michigan, et dans l'ensemble de la plus grande partie du sud-est des États-Unis. Des augmentations de 45 à 87 m sont observées le long de la côte de Géorgie, de la Caroline du Sud, de la Caroline du Nord, ainsi que dans le sud de la Floride, sur la côte du golfe de la Louisiane et du Mississippi, et dans le sud du Texas. Une diminution de -45 à -111 m est relevée au Colorado.

Le diagramme C présente la moyenne sur dix ans de la hauteur estivale de la couche limite au 98e centile. L'échelle varie de 93 à 1 650 m. La hauteur de la couche limite varie de 93 à 559 m le long de la plus grande partie des côtes du Pacifique et de l'Atlantique. Sur la côte centrale de la Colombie-Britannique, la hauteur varie de 559 à 715 m. Pour la plus grande partie de la Colombie-Britannique, l'Arctique canadien, le nord des Prairies, l'Ontario et le Québec, la hauteur de la couche limite varie de 559 à 870 m. Dans les Maritimes, elle varie de 870 à 1 340 m. Dans le reste du Canada, elle varie de 870 à 1 030 m. Dans le nord-ouest des États-Unis, y compris dans la Californie, la hauteur varie de 559 à 1 030 m. Dans l'ensemble de la plus grande partie du Midwest et du nord-est, la hauteur de la couche limite varie de 715 à 1 030 m, à l'exception de la Nouvelle-Angleterre, où elle varie de 870 à 1 340 m. La région à l'est de la Californie qui s'étend jusqu'à la Floride à l'est et jusqu'à la frontière du Mexique au sud a des hauteurs de la couche limite dans la fourchette de 1 030 à 1 650 m.

Le diagramme D présente le changement de la hauteur de la couche limite au 98e centile. L'échelle varie de -210 à 208 m. Les changements de la hauteur de la couche limite au 98e centile sont très peu homogènes, mais en général, on observe des diminutions de l'ordre de 0 à -84 m dans la moitié ouest du continent, et des diminutions allant jusqu'à -168 m dans des secteurs isolés. Dans l'est des Prairies canadiennes et dans l'est et le sud-est des États-Unis, on relève des augmentations de l'ordre de 0 à 84 m, et des augmentations allant jusqu'à 168 m dans des secteurs isolés.

 

Ces résultats démontrent que l’incidence des changements climatiques sur la qualité de l’air est susceptible d’être fortement variable; en général, les températures moyennes et les niveaux d’humidité augmentent, et l’ampleur des phénomènes météorologiques extrêmes augmente aussi (les jours les plus chauds et humides deviennent encore plus chauds et humides), mais ces changements dépendent largement de l’emplacement. Le modèle climatique à proprement parler est donc insuffisant pour prévoir les résultats possibles liés à la qualité de l’air; l’analyse repose maintenant sur les différences prévues par le modèle AURAMS pour différents scénarios.

13.4.3 Prévisions du modèle - Changements liés à la qualité de l’air

Les résultats du modèle AURAMS sont présentés comme des champs de concentration actuels moyens et des différences entre les concentrations moyennes des deux scénarios climatiques futurs et du scénario climatique actuel. Ces différences de concentrations sont représentées à l’aide de la même échelle de couleurs afin de permettre une comparaison directe entre le climat futur et les émissions anthropiques de précurseurs de 2002 et de 1999, ainsi qu’entre le climat futur et les émissions liées au profil représentatif d’évolution de concentration 6.0.

Les moyennes sur dix ans des moyennes estivales de concentrations maximales quotidiennes d’ozone sur huit heures à l’échelle de l’Amérique du Nord sont indiquées à la figure 13.17. Les résultats du modèle AURAMS sont présentés sous forme d’ensembles de quatre images; les champs relatifs à la concentration moyenne pour le scénario de référence (figure 13.17a) {climat actuel, émissions actuelles} sont suivis des différences [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (figure 13.17 b), de l’image (figure 13.17c) [{climat futur, émissions liées au profil représentatif d’évolution de concentration 6.0} - {climat actuel, émissions actuelles}] et, enfin, de la dernière image qui montre le champ [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] et qui emploie la même échelle de couleurs que celle du champ [{climat futur, émissions liées au profil représentatif d’évolution de concentration 6.0} - {climat actuel, émissions actuelles}], ce qui permet une comparaison de l’ampleur des changements issus des deux scénarios d’émissions futurs. Les caractéristiques les plus importantes des scénarios futurs sont la différence entre le signe et l’ampleur prévus pour les changements relatifs aux concentrations d’ozone. La figure 13.17 (b) indique que les concentrations d’O3 devraient fortement augmenter avec les changements climatiques; en effet, on prévoit des augmentations maximales de l’ordre de 9 à 10 ppbv. Les augmentations les plus importantes surviennent dans les régions entourant Los Angeles, Chicago, Detroit et d'autres régions urbaines des États-Unis. Cela concorde avec les conclusions du cinquième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC, 2013b), dans lequel le groupe a conclu qu'en l'absence de réductions futures des émissions, l'effet de températures de surface locales plus élevées dans les régions polluées susciterait des réactions régionales dans la chimie et les émissions locales qui feront augmenter les niveaux maximums de l'ozone. En revanche, la Figure 13.17 (c) indique que les émissions liées au profil représentatif d'évolution de concentration 6.0, selon le climat du scénario A2 du Rapport spécial sur les scénarios d'émissions, entraînent de très grandes diminutions d'O3 (parfois supérieures à 35 ppbv) qui s'étendent partout dans l'est des États-Unis. Des diminutions de 5 à 15 ppbvsont observées dans une bonne partie du reste du Canada et des États-Unis dans le cadre du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration, ce qui est également en accord avec les conclusions du rapport du GIEC (2013b). Des diminutions de l’ozone sont observées dans pratiquement tout le domaine de la figure 13.17 (c), à la seule exception du Grand Los Angeles, où les diminutions d’émissions d’oxyde d’azote au cœur du centre-ville ont entraîné une réduction du titrage de l’ozone, ce qui a donc entraîné des augmentations considérables de l’ozone à cet emplacement. La comparaison des figure 13.17 (c) et figure13.17 (d) démontre que les augmentations de l’ozone prévues par suite des changements climatiques (figure 13.17 c) sont d’une ampleur beaucoup plus faible que les diminutions de l’ozone qui pourraient résulter de réductions importantes d’émissions de précurseurs liées au scénario d’émissions 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration (figure 13.17 d). Ces résultats concordent aussi avec ceux du cinquième rapport d'évaluation du GIEC (GIEC, 2013a), dans lequel le groupe conclut que, dans l'avenir, des réductions des émissions de polluants atmosphériques auraient une incidence beaucoup plus importante sur la qualité de l'air que les changements climatiques à eux seuls. La région s’étendant de Vancouver à Seattle ferait l’objet de diminutions de 2 à 12 ppbv, tout en faisant l’objet de diminutions supplémentaires pouvant atteindre jusqu’à 23 ppbv à l’intérieur des terres.

 

Figure 13.17 (a) Moyenne sur dix ans {climat actuel, émissions actuelles} de la moyenne estivale maximale quotidienne d’O3sur huit heures dans la couche la plus basse du modèle (ppbv). (b) Changements en matière d’O3 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) Changements en matière d’O3 [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (d) Changements en matière d’O3 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (b), mais avec l’échelle de couleurs de (c) aux fins de comparaison).

Figure 13.17 (a) Moyenne sur dix ans {climat actuel, émissions actuelles} de la moyenne estivale maximale quotidienne d’O3 sur huit heures dans la couche la plus basse du modèle (ppbv). (b) Changements en matière d’O3 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) Changements en matière d’O3 [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (d) Changements en matière d’O3 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (b), mais avec l’échelle de couleurs de (c) aux fins de comparaison). (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.17

La figure 13.17 est composée de quatre diagrammes représentant chacun une carte de l'Amérique du Nord qui couvre une superficie s'étendant de la frontière américano-mexicaine jusqu'à l'océan Arctique. Dans chaque carte, des couleurs indiquent la concentration d'ozone en ppbv pour la région délimitée par les grilles du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien (décrites par la figure 13.13).

Dans le diagramme A, on voit la moyenne sur dix ans(climat actuel, émissions actuelles) de la moyenne estivale maximale quotidienne d'ozone sur huit heures dans la couche la plus basse du modèle. L'échelle va de 10 à 100 ppbv. Tout le Canada, à l'exception d'une mince bande le long de la frontière américaine et s'étendant jusqu'au centre de l'Alberta, a des concentrations d'ozone de 20 à 30 ppbv. Le long de la frontière et jusqu'au centre de l'Alberta, les concentrations d'ozone sont de 30 à 40 ppb, à l'exception d'un secteur au centre-sud de l'Alberta où les concentrations sont de 40 à 50 ppbv. Dans le nord-ouest des États-Unis, les concentrations d'ozone sont de 30 à 50 ppbv. Dans le sud-ouest, les concentrations varient de 40 à 60 ppbv, à l'exception du sud de la Californie, où elles vont jusqu'à 80 ppbv. Dans le centre des États-Unis, les concentrations d'ozone varient de 40 à 60 ppbv. À l'est, de l'Illinois à l'Atlantique, les concentrations d'ozone varient de 50 à 80 ppbv, à l'exception de petits secteurs près d'Atlanta et de Chicago qui se trouvent dans la fourchette de 80 à 100 ppv.

Le diagramme B montre les changements relatifs aux concentrations d'ozone [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -4 à 10 ppbv. Dans ce scénario, on observe des changements dans la fourchette de -2 à 0 ppbv pour la plus grande partie du Canada. Des changements dans la fourchette de 0 à 2 ppbv sont observés dans le sud de la Colombie-Britannique, dans le sud et le centre des Prairies ainsi que dans le sud de l'Ontario et du Québec. La plus grande partie de la moitié ouest des États-Unis connaît des changements de -1 à 2 ppbv, à l'exception du corridor de Los Angeles à San Diego, qui connaît des changements de 4 à 10 ppbv, et la région autour de San Francisco, qui connaît des changements de 4 à 6 ppbv. Dans la moitié est des États-Unis, les changements sont de l'ordre de 2 à 4 ppbv, à l'exception des régions autour de Chicago et de Détroit, où on observe des changements aussi élevés que 10 ppbv.

Le diagramme C présente les changements en matière d'O3 [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle varie de -45 à 65 ppbv. Dans ce scénario, pour une grande partie de l'est des États-Unis, de l'Illinois à la Floride au Massachusetts, on observe des diminutions de la concentration d'ozone de -35 ppbv à -15 ppbv. Pour le reste des États-Unis, il y a des diminutions de l'ordre de -15 à -5 ppbv, avec des diminutions de l'ordre de -5 à 0 ppbv le long de la frontière mexicaine. Au Canada, on prévoit des diminutions de -15 à -5 ppbv le long de la frontière américaine, et des diminutions de -5 à 0 ppbv plus au nord.

Le diagramme D montre le même scénario que le diagramme B, mais avec la même échelle de couleur que le diagramme C (-45 à 65 ppbv). Dans ce cas, il y a des augmentations de 0 à 5 ppbv pour presque tous les États-Unis, le sud de la Colombie-Britannique, le sud et le centre des Prairies, ainsi que le sud de l'Ontario et du Québec. Les exceptions sont les régions autour de Los Angeles, de Chicago et de Détroit, où on observe des augmentations de 15 à 25 ppbv. On relève des changements de 0 à -5 ppbv pour le reste du Canada.

 

La moyenne sur dix ans des concentrations moyennes estivales maximales quotidiennes de matières particulaires de 2,5 microns (MP2,5 ) à l’échelle de l’Amérique du Nord est indiquée à la Figure 13.18. Les effets prévus des changements climatiques à proprement parler {climat futur, émissions actuelles} sont indiqués à la Figure 13.18b. L’augmentation de la masse des MP2,5 peut varier de 0,5 à 1,0 µg m-3 dans une bonne partie des terres intérieures de la région est des États-Unis, alors que des diminutions d’une ampleur plus faible (> 0,2 µg m-3) surviennent dans une bonne partie de l’Amérique du Nord. Des augmentations considérables (> 1,0 µg m-3) sont également observées dans la baie d’Hudson, et celles-ci sont issues d’augmentations des émissions naturelles d’aérosols de sel de mer, lesquelles sont attribuables à la réduction de la couverture de glace et à l’augmentation des vents dans cette région.

Les changements climatiques à eux seuls causeront donc l’augmentation des matières particulaires dans ces régions, même si les émissions anthropiques de précurseurs demeurent stables à leurs valeurs actuelles. Le scénario (Figure 13.18c) {climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} présente de grandes réductions des matières particulaires de 2,5 microns dans une bonne partie de la partie est des États-Unis et dans une bonne partie du corridor longeant l’Ontario et le Québec (réductions pouvant atteindre jusqu’à 10 µg/m3 dans certaines régions, et diminutions régionales plus importantes de plus de 3 µg/m3). Certaines régions très locales font l’objet d’augmentations des matières particulaires de 2,5 microns avec le scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration, notamment Chicago, Los Angeles et la région nord de l’Okanagan (Colombie-Britannique). Les changements relatifs aux matières particulaires de 2,5 microns qui sont uniquement attribuables aux changements climatiques sont relativement moindres (si l’on compare la Figure 13.18c et la Figure 13.18d). L’utilisation des émissions anthropiques actuelles dans un climat futur plus chaud se traduirait donc par une augmentation des MP2,5 à l’échelle régionale, alors que l’application des émissions tirées du scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration entraînerait une diminution des MP2,5 à l’échelle des grandes régions ainsi que des augmentations dans un petit nombre d’endroits urbains. Ces résultats sont en accord avec les prévisions de la MP2,5 pour l'Amérique du Nord présentées dans le cinquième rapport d'évaluation du GIEC (GIEC, 2013b). Il convient de noter que les changements de fréquence et d’ampleur relatifs aux incendies de forêt n’ont pas été compris dans la base de données sur les émissions; ceux-ci auraient pu avoir une incidence considérable sur l’apport de MP2,5 lié aux changements climatiques.

 

Figure 13.18 (a) Moyenne sur dix ans {climat actuel, émissions actuelles} de la moyenne estivale maximale quotidienne de MP2,5 dans la couche la plus basse du modèle (μg/m3). (b) Changements en matière de MP2,5 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) Changements en matière de MP2,5 [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (d) Changements en matière de MP2,5 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (b), mais avec l’échelle de couleurs de (c) aux fins de comparaison).

Figure 13.18 (a) Moyenne sur dix ans {climat actuel, émissions actuelles} de la moyenne estivale maximale quotidienne de MP2,5 dans la couche la plus basse du modèle (μg/m3). (b) Changements en matière de MP2,5 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) Changements en matière de MP2,5 [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (d) Changements en matière de MP2,5 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (b), mais avec l’échelle de couleurs de (c) aux fins de comparaison). (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.18

La figure 13.18 est composée de quatre diagrammes représentant chacun une carte de l'Amérique du Nord qui couvre une superficie s'étendant de la frontière américano-mexicaine jusqu'à l'océan Arctique. Dans chaque diagramme, des couleurs indiquent la concentration de MP2,5 en µg/m3 pour la région délimitée par les grilles du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien (décrites par la figure 13.13).

Dans le diagramme A, on voit la moyenne sur dix ans (climat actuel, émissions actuelles)} de la concentration moyenne estivale quotidienne de MP2,5 dans la couche la plus basse du modèle. L'échelle va de 0 à 28 µg/m3. Sur presque tout le continent, la concentration en MP2,5 est dans la fourchette de 0 à 6 µg/m3. Les exceptions sont le corridor de Los Angeles à San Diego, où les concentrations sont de 10 à 28 µg/m3 , et les États à l'est de l'Illinois (sauf la Floride), où les concentrations sont de 6 à 18 µg/m3. De plus, le golfe du Saint-Laurent a des concentrations de 6 à 10 µg/m3.

Le diagramme B montre les changements relatifs aux concentrations de MP2,5 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -1,0 à 1,8 µg/m3. Dans ce scénario, une grande partie des États-Unis à l'est de l'Illinois a des augmentations de 0,6 à 1,2 µg/m3. On observe également des augmentations de 0,6 à 1,2 µg/m3 pour la région autour de Los Angeles. Des augmentations importantes de plus de 1,0 µg/m3 se produisent à l'échelle de la plus grande partie de la moitié sud de la baie d'Hudson. Il y a des diminutions de -0,2 à -0,8 µg/m3 dans l'embouchure du golfe du Saint-Laurent. Pour la plus grande partie du reste du continent, on observe des augmentations de moins grande ampleur, de 0,2 à 0,6 µg/m3.

Le diagramme C présente les changements en matière de MP2,5[{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -11 à 8 µg/m3. On observe des changements modestes de -1 à 2 µg/m3 pour une grande partie du continent; toutefois, pour la majorité de la côte est des États-Unis et la région au sud du lac Érié, on voit des diminutions dans la fourchette de -3 à -7 µg/m3 , et des diminutions allant jusqu'à -10 µg/m3 dans certaines régions. On observe également des diminutions allant jusqu'à -10 µg/m3 autour de San Diego et de Tampa. Des augmentations allant jusqu'à 8 µg/m3 se produisent à Chicago, à Los Angeles et dans le nord d'Okanagan, en Colombie-Britannique. Le diagramme D montre le même scénario que le diagramme B, mais avec la même échelle de couleur que le diagramme C (-11 à 8 µg/m3). Dans ce cas, le continent au complet est presque tout de la même couleur, pour indiquer des changements de -1 à 2 µg/m3.

 

Les différences liées aux MP2,5 peuvent être analysées de façon plus approfondie grâce à l’examen des composantes chimiques individuelles des MP2,5 qui sont obtenues par le modèle AURAMS, comme l’indique la Figure 13.19. Chaque rangée d’images de la Figure 13.19 comprend une composante chimique des MP2,5. La colonne gauche des figures correspond aux effets propres aux changements climatiques [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] pour chaque espèce particulaire. La colonne du milieu représente la différence équivalente liée aux effets combinés des changements climatiques et du scénario d’émissions 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration [{climat futur, émissions futures} - {climat actuel, émissions actuelles}]. Enfin, la dernière colonne montre les mêmes renseignements que la première colonne, mais ces renseignements sont réorganisés selon l’échelle de couleurs de la colonne du milieu pour permettre une comparaison de l’ampleur, comme dans la figure ci-dessus. La Figure 13.19 démontre que les diminutions des MP2,5liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration découlent de diminutions de concentrations de sulfate (Figure 13.19b), d’ammonium (Figure 13.19e) et de nitrate (Figure 13.19h), ainsi que de légères diminutions de la concentration de carbone élémentaire primaire (Figure 13.19n) et de la concentration de carbone organique primaire (Figure 13.19q). Les aérosols organiques secondaires augmentent légèrement (Figure 13.19k), mais à un niveau insuffisant pour contrebalancer les diminutions de concentrations d’autres espèces. La Figure 13.19 indique que les augmentations relatives aux MP2,5 dans le scénario {climat futur, émissions actuelles} (colonnes gauche et droite) découlent d’augmentations de la masse d’aérosols organiques secondaires (Figure 13.19j, Figure 13.19l). Des augmentations de la masse d’aérosols organiques secondaires sont également observées dans le scénario {climat futur, émissions du scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} (Figure 13.19k), mais elles sont d’une ampleur plus faible que dans l’autre scénario. Les deux scénarios présentent les mêmes émissions biosynthétiques; celles-ci sont une fonction de la température et, dans le cas de l’isoprène, des niveaux de rayonnement photosynthétiquement actifs. De même, les deux modèles affichent le même climat futur. Par conséquent, les différences relatives aux aérosols organiques secondaires découlent de différences relatives aux émissions anthropiques entre les deux scénarios futurs. L’augmentation des MP2,5 dans le scénario {climat futur, émissions actuelles} découle donc d’augmentations d’aérosols organiques secondaires, alors que les diminutions dans le scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration découlent de diminutions de la masse inorganique secondaire et de la masse de particules primaires ainsi que d’une influence relativement réduite des aérosols organiques secondaires sur l’apport total en MP2,5.

 

Figure 13.19 (a - i) Spéciation chimique des différences relatives à la masse estivale de particules sur dix ans (future - actuelle) pour les deux scénarios futurs. (a) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (b) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (a), mais avec l’échelle de couleurs de (b) aux fins de comparaison). (d, e, f) : MP2,5 de NH4, comme dans (a, b, c). (g, h, i) : MP2,5 de NO3, comme dans (a, b, c). (j, k, l) : MP2,5d’aérosols organiques secondaires, comme dans (a, b, c). (m, n, o) : MP2,5de carbone élémentaire, comme dans (a, b, c). (p, q, r) : MP2,5d’aérosols organiques primaires (polycarbonate), comme dans (a, b, c).

(a, b, c) : MP2,5 de SO4

Figure 13.19 (a - i) Spéciation chimique des différences relatives à la masse estivale de particules sur dix ans (future - actuelle) pour les deux scénarios futurs. (a) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (b) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (a), mais avec l’échelle de couleurs de (b) aux fins de comparaison). (d, e, f) : MP2,5 de NH4, comme dans (a, b, c). (g, h, i) : MP2,5 de NO3, comme dans (a, b, c). (j, k, l) : MP2,5 d’aérosols organiques secondaires, comme dans (a, b, c). (m, n, o) : MP2,5 de carbone élémentaire, comme dans (a, b, c). (p, q, r) : MP2,5 d’aérosols organiques primaires (polycarbonate), comme dans (a, b, c).(Voir la description ci-dessous)

(d, e, f) : MP2,5 de NH4

Figure 13.19 (a - i) Spéciation chimique des différences relatives à la masse estivale de particules sur dix ans (future - actuelle) pour les deux scénarios futurs. (a) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (b) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (a), mais avec l’échelle de couleurs de (b) aux fins de comparaison). (d, e, f) : MP2,5 de NH4, comme dans (a, b, c). (g, h, i) : MP2,5 de NO3, comme dans (a, b, c). (j, k, l) : MP2,5 d’aérosols organiques secondaires, comme dans (a, b, c). (m, n, o) : MP2,5 de carbone élémentaire, comme dans (a, b, c). (p, q, r) : MP2,5 d’aérosols organiques primaires (polycarbonate), comme dans (a, b, c).(Voir la description ci-dessous)

(g, h, i) : MP2,5 de NO3

Figure 13.19 (a - i) Spéciation chimique des différences relatives à la masse estivale de particules sur dix ans (future - actuelle) pour les deux scénarios futurs. (a) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (b) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (a), mais avec l’échelle de couleurs de (b) aux fins de comparaison). (d, e, f) : MP2,5 de NH4, comme dans (a, b, c). (g, h, i) : MP2,5 de NO3, comme dans (a, b, c). (j, k, l) : MP2,5 d’aérosols organiques secondaires, comme dans (a, b, c). (m, n, o) : MP2,5 de carbone élémentaire, comme dans (a, b, c). (p, q, r) : MP2,5 d’aérosols organiques primaires (polycarbonate), comme dans (a, b, c).(Voir la description ci-dessous)

(j, k, l) : MP2,5 d’aérosols organiques secondaires

Figure 13.19 (a - i) Spéciation chimique des différences relatives à la masse estivale de particules sur dix ans (future - actuelle) pour les deux scénarios futurs. (a) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (b) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (a), mais avec l’échelle de couleurs de (b) aux fins de comparaison). (d, e, f) : MP2,5 de NH4, comme dans (a, b, c). (g, h, i) : MP2,5 de NO3, comme dans (a, b, c). (j, k, l) : MP2,5 d’aérosols organiques secondaires, comme dans (a, b, c). (m, n, o) : MP2,5 de carbone élémentaire, comme dans (a, b, c). (p, q, r) : MP2,5 d’aérosols organiques primaires (polycarbonate), comme dans (a, b, c).(Voir la description ci-dessous)

(m, n, o) : MP2,5 de carbone élémentaire

Figure 13.19 (a - i) Spéciation chimique des différences relatives à la masse estivale de particules sur dix ans (future - actuelle) pour les deux scénarios futurs. (a) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (b) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (a), mais avec l’échelle de couleurs de (b) aux fins de comparaison). (d, e, f) : MP2,5 de NH4, comme dans (a, b, c). (g, h, i) : MP2,5 de NO3, comme dans (a, b, c). (j, k, l) : MP2,5 d’aérosols organiques secondaires, comme dans (a, b, c). (m, n, o) : MP2,5 de carbone élémentaire, comme dans (a, b, c). (p, q, r) : MP2,5 d’aérosols organiques primaires (polycarbonate), comme dans (a, b, c).(Voir la description ci-dessous)

(p, q, r) : MP2,5 de polycarbonate

Figure 13.19 (a - i) Spéciation chimique des différences relatives à la masse estivale de particules sur dix ans (future - actuelle) pour les deux scénarios futurs. (a) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (b) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) MP2,5 de SO4 : [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (a), mais avec l’échelle de couleurs de (b) aux fins de comparaison). (d, e, f) : MP2,5 de NH4, comme dans (a, b, c). (g, h, i) : MP2,5 de NO3, comme dans (a, b, c). (j, k, l) : MP2,5 d’aérosols organiques secondaires, comme dans (a, b, c). (m, n, o) : MP2,5 de carbone élémentaire, comme dans (a, b, c). (p, q, r) : MP2,5 d’aérosols organiques primaires (polycarbonate), comme dans (a, b, c).(Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.19

La figure 13.19 est composée de six rangées qui contiennent chacune trois diagrammes. Dans chaque diagramme, il y a une carte de l'Amérique du Nord qui couvre une superficie s'étendant de la frontière américano-mexicaine jusqu'à l'océan Arctique. Dans chaque carte, des couleurs indiquent la concentration de MP2,5 en µg/m3 pour la région délimitée par les grilles du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien (décrites par la figure 13.13). Chaque rangée de cartes montre une différente composante chimique des MP2,5. La première carte présente les différences relatives à la masse estivale moyenne de particules sur dix ans de la composante en question pour le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}], la deuxième présente les différences pour le scénario [{climat futur et émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}], et la troisième carte représente le même scénario que la première, mais avec l'échelle de couleur de la deuxième carte.

La première rangée de cartes montre les changements relatifs aux MP2,5de sulfate. La première carte présente le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -0,4 à 0,6 µg/m3. La plus grande partie du continent connaît des changements de l'ordre de -0,1 à 0,1 µg/m3. La région entre les États de Mississippi, d'Alabama et de Géorgie et les Grands Lacs a des changements de l'ordre de 0,1 à 0,3 µg/m3, comme c'est le cas pour la côte est des États-Unis entre le Massachusetts et Delaware et la partie centrale de la Floride. La deuxième carte présente le scénario [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -6,0 à 1,0 µg/m3. Dans ce scénario, la plus grande partie du continent connaît des changements de l'ordre de -0,5 à 0,5 µg/m3. Toutefois, aux États-Unis, à l'est de la ligne entre le lac Supérieur et le Texas, on voit des diminutions de -0,5 à -4,0, et dans certaines petites régions isolées autour de Pittsburgh, on voit des diminutions allant jusqu'à -6,0 µg/m3. Les plus grandes diminutions sont observées entre Ohio et la baie de Chesapeake. La troisième carte présente le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] de nouveau, mais cette fois, selon l'échelle de couleur utilisée pour la deuxième carte. Dans ce cas, le continent est presque entièrement de la même couleur, pour indiquer des concentrations dans la fourchette de -0,5 à 0,5 µg/m3.

La deuxième rangée de cartes montre les changements relatifs aux MP2,5d'ammonium. La première carte présente le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -0,12 à 0,20 µg/m3. La plus grande partie du continent connaît des changements de l'ordre de -0,02 à 0,02 µg/m3. Certaines exceptions comprennent la région entre les États de Mississippi, d'Alabama et de la Géorgie et les Grands Lacs, où les concentrations ne sont pas homogènes, mais où des changements de 0,02 à 0,10 µg/m3 sont relevés pour certaines grandes régions. On observe également des changements de l'ordre de 0,02 à 0,10 µg/m3 sur la côte du New Jersey et dans la région autour de la ville de New York. Des diminutions importantes, de l'ordre de -0,04 à -0,12, se produisent juste au sud de Cape Hatteras, dans le nord-est du Texas, au centre du Colorado, au sud-ouest de la Californie, et dans le sud de l'Alberta. La deuxième carte présente le scénario [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -2,4 à 1,0 µg/m3. Dans ce scénario, la plus grande partie du continent connaît des changements de l'ordre de -0,2 à 0,2 µg/m3. Toutefois, la région entre les États de Mississippi, d'Alabama et de la Géorgie et les Grands Lacs a des changements de l'ordre de -1,2 à -1,4 µg/m3, avec des changements locaux allant jusqu'à -2,4 µg/m3 près de Pittsburgh et de la Philadelphie. Des diminutions allant jusqu'à -2,4 µg/m3 se produisent également de façon très locale autour de San Diego. La troisième carte présente le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] de nouveau, mais cette fois, selon l'échelle de couleur utilisée pour la deuxième carte. Dans ce cas, le continent est presque entièrement de la même couleur, pour indiquer des concentrations dans la fourchette de -0,6 à 0,2 µg/m3.

La troisième rangée de cartes montre les changements relatifs aux MP2,5de nitrate. La première carte présente le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -0,4 à 0,6 µg/m3. La plus grande partie du continent connaît des changements de l'ordre de -0,01 à 0,01 µg/m3. Les exceptions sont la région autour de la ville de New York, le sud de l'Ontario, l'est des États du MidWest, le sud-ouest de la Californie, et des petites régions autour de Denver et de la Nouvelle-Orléans, et réparties sporadiquement dans l'ensemble des terres intérieures de l'est des États-Unis, où on observe des changements de l'ordre de -0,1 à -0,4 µg/m3. La deuxième carte présente le scénario [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -6,4 à 4,0 µg/m3. Dans ce scénario, la plus grande partie du continent connaît des changements de l'ordre de -0,5 à 0,5 µg/m3. Toutefois, la région autour d'Ohio et d'Indiana, la côte du New Jersey et l'est de Puget Sound ont des changements de l'ordre de -2,0 à -3,5 µg/m3. La région immédiate autour de San Diego et de Cleveland a des diminutions supérieures à -4,0 µg/m3. La région très locale autour de Los Angeles a des augmentations de 1,5 à 4,0 µg/m3. La troisième carte présente le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] de nouveau, mais cette fois, selon l'échelle de couleur utilisée pour la deuxième carte. Dans ce cas, le continent est presque entièrement de la même couleur, pour indiquer des concentrations dans la fourchette de -0,5 à 0,5 µg/m3.

La quatrième rangée de cartes montre les changements relatifs aux MP2,5d'aérosols organiques secondaires. La première carte présente le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -0,1 à 1,4 µg/m3. La plus grande partie du Canada et de l'ouest des États-Unis connaît des changements de l'ordre de 0 à 0,2 µg/m3. Les exceptions sont l'intérieur du nord de la Californie et le sud de l'Oregon, la plus grande partie de l'Ontario et du Manitoba, le nord-est de la Saskatchewan, et certains petits secteurs dans le centre nord des États-Unis, pour lesquels il y a des changements de l'ordre de 0,2 à 0,5 µg/m3. Aux États-Unis, à l'est d'une ligne entre le lac Supérieur et le Texas, on observe des changements de l'ordre de 0,2 à 0,7 µg/m3; l'ampleur des changements augmente de l'ouest à l'est, mais diminue de nouveau le long de la côte. Un corridor qui traverse la Caroline du Nord et le Tennessee a des changements de l'ordre de 0,9 à 1,4 µg/m3. La deuxième carte présente le scénario [{climat futur, émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -0,6 à 0,7 µg/m3. Dans ce scénario, on observe des changements de l'ordre de -0,2 à 0,1 µg/m3 dans le nord du Canada, dans la région à l'ouest de la Saskatchewan et au Québec. On constate également des changements de l'ordre de -0,2 à 0,1 µg/m3 dans le sud des États-Unis, à l'ouest du Texas. La majorité de l'Ontario, du Manitoba, et du nord-est de la Saskatchewan connaissent des changements de 0,1 à 0,3 µg/m3. On voit également des changements de l'ordre de 0,1 à 0,3 µg/m3 aux États-Unis, au nord du parallèle 40o N. Des changements de 0,2 à 0,5 µg/m3 se produisent dans les régions intérieures de l'est des États-Unis. La troisième carte présente le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] de nouveau, mais cette fois, selon l'échelle de couleur utilisée pour la deuxième carte. Dans ce cas, la région des États-Unis à l'est d'une ligne entre le lac Supérieur et le Texas, à l'exception de la Floride et de la Nouvelle-Angleterre, connaît des augmentations de 0,3 à 0,7 µg/m3; cette région est indiquée par la couleur rouge foncé. L'intérieur du nord de la Californie et du sud de l'Oregon est également identifié par la couleur rouge foncé; on y observe des changements de l'ordre de 0,2 à 0,6 µg/m3. On observe des changements de l'ordre de 0,2 à 0,5 µg/m3pour la majorité de l'Ontario, du Manitoba et du nord-est de la Saskatchewan.

La cinquième rangée de cartes montre les changements relatifs aux MP2,5de carbone élémentaire. La première carte présente le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -0,03 à 0,08 µg/m3. Deux couleurs sont utilisées pour presque tout le continent afin d'indiquer des changements de l'ordre de -0,01 à 0,01 µg/m3. L'exception est la région immédiatement autour de Los Angeles, pour laquelle on observe des changements de l'ordre de 0,04 à 0,07 µg/m3. La deuxième carte présente le scénario [{climat futur, émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -0,45 à 0,15 µg/m3. Dans ce scénario, la plus grande partie du continent connaît des changements de l'ordre de -0,05 à 0,05 µg/m3. Toutefois, on observe des changements de l'ordre de -0,4 à -0,2 µg/m3 dans les alentours immédiats des villes suivantes : Calgary, Edmonton, Toronto, Montréal, Seattle, Los Angeles, San Diego, Houston, Chicago, Minneapolis, Détroit, Philadelphie, New York, Atlanta, St Louis, et Indianapolis. La troisième carte présente le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] de nouveau, mais cette fois, selon l'échelle de couleur utilisée pour la deuxième carte. Dans ce cas, le continent est presque entièrement de la même couleur, pour indiquer des concentrations dans la fourchette de -0,05 à 0,05 µg/m3.

La sixième rangée de cartes montre les changements relatifs aux MP2,5d'aérosols organiques primaires. La première carte présente le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -0,08 à 0,18 µg/m3. Deux couleurs sont utilisées pour presque tout le continent afin d'indiquer des changements de l'ordre de -0,02 à 0,02 µg/m3. Il y a des secteurs au sud des Grands Lacs, aussi loin au sud que Tennessee, pour lesquels il y a eu des changements de l'ordre de 0,02 à 0,06 µg/m3. On observe des changements de 0,08 à 0,18 µg/m3 pour la région immédiatement autour de Los Angeles. La deuxième carte présente le scénario [{climat futur, émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -1,0 à 1,4 µg/m3. Dans ce scénario, la plus grande partie du continent connaît des changements de l'ordre de -0,02 à 0,02 µg/m3. Toutefois, on observe des changements de 0,4 à 1,0 µg/m3 pour les régions immédiatement autour de Chicago et de Los Angeles. La troisième carte présente le scénario [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] de nouveau, mais cette fois, selon l'échelle de couleur utilisée pour la deuxième carte. Dans ce cas, le continent est presque entièrement de la même couleur, pour indiquer des concentrations dans la fourchette de -0,2 à 0,2 µg/m3.

 

Les changements climatiques et de la qualité de l’air qui touchent la réactivité générale de l’atmosphère peuvent être estimés en comparant les concentrations diurnes moyennes modelisées des radicaux hydroxyles dans la couche la plus basse du modèle, comme l’indique la Figure 13.20. Les radicaux hydroxyles seront touchés par des facteurs locaux météorologiques (rayonnement solaire incident, couverture nuageuse, teneur en eau de l’atmosphère) et chimiques; par conséquent, la Figure 13.20(a) est très hétérogène sur le plan spatial. La Figure 13.20 (b) montre que l’hydroxyle {climat futur, émissions actuelles} diminue dans une bonne partie du domaine, alors qu’elle augmente dans les villes et dans les prairies du Canada et des États-Unis. Le {climat futur, émissions du scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} scénario [Figure 13.20c) indique une diminution plus importante des concentrations d’hydroxyle dans une bonne partie des États-Unis et du Canada (si l’on compare la Figure 13.20 (c)et la Figure 13.20 (d)]. Ces dernières diminutions représentent parfois une fraction considérable des concentrations d’hydroxyle à des endroits précis. Pour les régions où les hydrocarbures biosynthétiques sont importants pour la chimie atmosphérique près de la surface, les augmentations d’émissions biosynthétiques dans les conditions climatiques futures élimineront l’hydroxyle, et cet effet prendra plus d’importance pour le climat futur en raison de la réduction des émissions de NOx précisées pour les émissions futures du scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration. Nous avons toutefois remarqué que les changements relatifs à l’hydroxyle ont été analysés ici pour la couche la plus basse du modèle; l’accent sera donc mis sur les effets des changements découlant d’émissions par des espèces à courte durée de vie. Dans le scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration [Figure 13.20 (c)], l’atmosphère est devenue moins réactive et moins oxydante que l’atmosphère liée aux émissions de 2002 et de 1999. Voilà qui peut expliquer certains des autres changements susmentionnés, notamment la réduction des différences relatives aux aérosols organiques secondaires, qui passent de {climat futur, émissions actuelles} à {climat futur, émissions du scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration}.

 

Figure 13.20 (a) Moyenne sur dix ans {climat actuel, émissions actuelles} de la concentration moyenne estivale quotidienne d’hydroxyle (ppbv) dans la couche la plus basse du modèle. (b) Changements en matière d’hydroxyle [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) Changements en matière d’hydroxyle [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (d) Changements en matière d’hydroxyle [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (b), mais avec l’échelle de couleurs de (c) aux fins de comparaison).

Figure 13.20 (a) Moyenne sur dix ans {climat actuel, émissions actuelles} de la concentration moyenne estivale quotidienne d’hydroxyle (ppbv) dans la couche la plus basse du modèle. (b) Changements en matière d’hydroxyle [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) Changements en matière d’hydroxyle [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (d) Changements en matière d’hydroxyle [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (b), mais avec l’échelle de couleurs de (c) aux fins de comparaison). (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.20

La figure 13.20 est composée de quatre diagrammes représentant chacun une carte de l'Amérique du Nord qui couvre une superficie s'étendant de la frontière américano-mexicaine jusqu'à l'océan Arctique. Dans chaque diagramme, des couleurs indiquent la concentration de OH en ppbv x 104 pour la région délimitée par les grilles du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien (décrites par la figure 13.13).

Dans le diagramme A, on voit la moyenne sur dix ans (climat actuel, émissions actuelles)} de la concentration moyenne estivale quotidienne d'OH dans la couche la plus basse du modèle. L'échelle va de 0 à 3 ppbv x 104. La plus grande partie du Canada a des concentrations d'OH dans la fourchette de 0 à 0,6 ppbv x 104. Dans la vallée du bas Fraser, et dans l'ensemble de la moitié sud-est de l'Alberta, le sud de la Saskatchewan et le Manitoba, et dans le sud de l'Ontario, les concentrations se situent dans la fourchette de 0,6 à 1,6 ppbvx 104. Aux États-Unis, la répartition des concentrations d'OH est très peu homogène. Les concentrations les plus faibles (de 0,2 à 0,8 ppbv x 104) sont concentrées dans le nord-ouest et le sud-est, alors que les concentrations les plus élevées (1,6 à 2,8 ppbv x 104) se produisent dans la région centre-sud. Toutefois, les concentrations sont extrêmement variables dans toutes les régions.

Le diagramme B montre les changements relatifs aux concentrations de OH [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -1,2 à 2,8 ppbv x 104. Encore une fois, la répartition des changements est très peu homogène; toutefois, une grande partie du Canada a des changements de la concentration d'OH dans la fourchette de -0,4 à 0,4 ppbv x 104. La moitié sud-est de l'Alberta, et la pointe extrême sud de l'Ontario ont des changements de l'ordre de 0,4 à 1,4 ppbv x 104. Dans l'ouest des États-Unis, les changements sont généralement de l'ordre de -0,2 à 0,6 ppbv x 104, à l'exception de Los Angeles, où les changements sont de l'ordre de 1,2 à 2,8 ppbv x 104. Dans le centre-sud des États-Unis, les changements sont généralement de l'ordre de -0,8 à 0,2 ppbv x 104; des changements positifs plus importants, jusqu'à 2,8 ppbv x 104 se produisent directement dans les villes, et des changements positifs légèrement plus importants, de 0,2 à 0,8 ppbv x 104, se produisent dans les régions des plaines. Dans l'est des États-Unis, les changements sont généralement de l'ordre de -0,8 à 0,2 ppbv x 104; encore une fois, il y a des changements positifs plus importants dans les villes.

Le diagramme C présente les changements en concentration d'OH [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -1,3 à 1,2 ppbv x 104. Dans ce scénario, on observe des changements dans la fourchette de -0,2 à 0,2 ppbv x 104, à l'exception de la vallée du bas Fraser, l'ensemble de la moitié sud-est de l'Alberta, le sud de la Saskatchewan et du Manitoba, et le sud de l'Ontario, où les changements se situent dans la fourchette de -0,8 à -0,2 ppbv x 104. Aux États-Unis, les changements sont très peu homogènes sur le plan spatial, mais se situent généralement entre -0,6 à 0,2 ppbv x 104, avec des petits secteurs isolés où les changements sont de l'ordre de -1,2 à -0,6 ppbv x 104. Les grandes exceptions sont Los Angeles, San Francisco, Albuquerque et Détroit, où les changements sont de l'ordre de 0,2 à 1,0 ppbv x 104.

Le diagramme D montre le même scénario que le diagramme B, mais avec la même échelle de couleur que le diagramme C. Dans ce cas, le continent au complet est presque tout de la même couleur, pour indiquer des changements de -0,2 à 0,4 ppbv x 104.

 

L’analyse chimique susmentionnée démontre que les changements de qualité de l’air exclusivement attribuables aux changements climatiques, avec des émissions anthropiques qui demeurent stables par rapport aux niveaux de 2002, seraient négatifs, avec des diminutions relativement faibles des MP2,5. L’analyse montre également qu’une incidence beaucoup plus importante sur la qualité de l’air surviendrait si les réductions d’émissions du scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration avaient lieu : les niveaux d’O3 et de MP2,5diminueraient dans une bonne partie de l’Amérique du Nord, et la réactivité générale de l’atmosphère diminuerait aussi. Le scénario 6 démontre donc que les effets négatifs des changements climatiques sur la qualité de l’air pourraient être contrebalancés, voire inversés, par les réductions des émissions par rapport aux conditions actuelles.

13.4.4 Prévisions du modèle - Les effets des changements climatiques sur la santé humaine influencée par la qualité de l’air

La cote air santé (CAS) constitue une mesure de la santé selon trois polluants. Elle a été conçue par Santé Canada, conjointement avec Environnement Canada, pour communiquer au grand public les conséquences aiguës de la pollution atmosphérique sur la santé humaine (Environnement Canada, 2013). La cote air santé est une fonction de trois espèces chimiques (O3, MP2,5 et NO2), lesquelles sont reliées à l’aide de la formule suivante :

Formule des concentrations de NO2 et d’O3 en unités de ppbv, et de la concentration de MP2,5 en μg/m3.</p>

Dans la formule ci-dessus, les concentrations de NO2 et d’O3 sont présentées en unités de ppbv, et la concentration de MP2,5 est présentée en μg/m3.

Les valeurs de la cote air santé prévues par le modèle pour chaque scénario ont été calculées sur une base horaire pour les villes et villages canadiens et pour les principales villes des États Unis. Ces valeurs ont servi à construire des tracés en rectangle et moustaches pour chacune des villes sélectionnées (Figure 13.21). Les valeurs de la cote air santé de chaque ville pour chaque scénario sont représentées par un ensemble de trois tracés; à gauche, en bleu {climat actuel, émissions actuelles}, au milieu, en rouge {climat futur, émissions actuelles}, et à droite, en vert {climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration}.

Selon les mesures affichées, les tendances générales se dégageant de la Figure 13.21 sont une détérioration de la cote air santé comparativement aux conditions actuelles (bleu) pour le scénario {climat futur, émissions actuelles} (rouge) et une amélioration de la cote air santé lorsqu’on passe au scénario {climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} (vert). On peut toutefois noter certaines différences locales. Pour Whitehorse, Yellowknife (Figure 13.21 (a)), St. John’s (Figure 13.21 (b)), San Antonio, Dallas, Phoenix et Houston (Figure 13.21 (c)), les deux climats futurs améliorent (c.-à-d. diminuent) la cote air santé au 98e centile par rapport au climat actuel. Cela dit, dans ces villes, le scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration se solde par une cote air santé plus faible pour toutes les mesures affichées que dans le scénario {climat futur, émissions actuelles}. Kamloops (Figure 13.21 (a)) affiche les pires cotes air santé au 98e centile et au 2e centile lorsqu’il passe du scénario {climat futur, émissions actuelles} au scénario {climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration}, mais ses valeurs médianes, moyennes et au 75e centile connaissent une amélioration. En général, toutefois, l’effet net des changements d’émissions relatifs au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration est positif, avec des diminutions des valeurs moyennes, médianes et à certains centiles de la cote air santé; en revanche, le scénario {climat futur, émissions actuelles} se solde par des valeurs moyennes et médianes accrues ou par des valeurs extrêmes liées à la cote air santé. Les effets des changements relatifs à la qualité de l’air qui sont influencés par les changements climatiques et qui touchent la santé humaine sont donc en voie de détérioration : si les émissions anthropiques demeurent à leurs niveaux actuels, on peut s’attendre à une augmentation du taux de mortalité par suite d’une détérioration des conditions de pollution atmosphérique attribuable aux changements climatiques. Inversement, ces effets pourraient être considérablement réduits et habituellement inversés si des mesures de contrôle relatives aux émissions du scénario 6 étaient adoptées.

 

Figure 13.21 Tracés en rectangle et moustaches liés à la cote air santé pour (a) les villages et villes dans l’ouest du Canada, (b) les villages et villes dans l’est du Canada et (c) les grandes villes des États-Unis. Bleu : {climat actuel, émissions actuelles}. Rouge : {climat futur, émissions actuelles}. Vert : {climat futur et émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration}. Les limites supérieure et inférieure établies par les moustaches se trouvent respectivement aux 98e et 2e centiles; les limites du rectangle sont établies aux 75e et 25e centiles; la médiane est représentée par la ligne pleine horizontale, et la moyenne est indiquée par le symbole « * ».

a)

Figure 13.21 Tracés en rectangle et moustaches liés à la cote air santé pour (a) les villages et villes dans l’ouest du Canada, (b) les villages et villes dans l’est du Canada et (c) les grandes villes des États-Unis. Bleu : {climat actuel, émissions actuelles}. Rouge : {climat futur, émissions actuelles}. Vert : {climat futur et émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration}. Les limites supérieure et inférieure établies par les moustaches se trouvent respectivement aux 98e et 2e centiles; les limites du rectangle sont établies aux 75e et 25e centiles; la médiane est représentée par la ligne pleine horizontale, et la moyenne est indiquée par le symbole « * ». (Voir la description ci-dessous)

b)

Figure 13.21 Tracés en rectangle et moustaches liés à la cote air santé pour (a) les villages et villes dans l’ouest du Canada, (b) les villages et villes dans l’est du Canada et (c) les grandes villes des États-Unis. Bleu : {climat actuel, émissions actuelles}. Rouge : {climat futur, émissions actuelles}. Vert : {climat futur et émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration}. Les limites supérieure et inférieure établies par les moustaches se trouvent respectivement aux 98e et 2e centiles; les limites du rectangle sont établies aux 75e et 25e centiles; la médiane est représentée par la ligne pleine horizontale, et la moyenne est indiquée par le symbole « * ». (Voir la description ci-dessous)

c)

Figure 13.21 Tracés en rectangle et moustaches liés à la cote air santé pour (a) les villages et villes dans l’ouest du Canada, (b) les villages et villes dans l’est du Canada et (c) les grandes villes des États-Unis. Bleu : {climat actuel, émissions actuelles}. Rouge : {climat futur, émissions actuelles}. Vert : {climat futur et émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration}. Les limites supérieure et inférieure établies par les moustaches se trouvent respectivement aux 98e et 2e centiles; les limites du rectangle sont établies aux 75e et 25e centiles; la médiane est représentée par la ligne pleine horizontale, et la moyenne est indiquée par le symbole « * ». (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.21

La figure 13.21 a trois tableaux contenant chacun un tracé en rectangle et moustaches de la cote air santé.

Le diagramme A montre des données pour les villes suivantes de l'ouest du Canada : Whitehorse, Victoria , Vancouver , Yellowknife, Kamloops, Calgary, Edmonton, Lethbridge, Saskatoon, Regina et Winnipeg. L'axe Y représente une cote air santé de 0 à 5. Voici les données présentées :

Whitehorse (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,4, valeur moyenne d'environ 1,4, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,3 à 1,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,9 à 2. Whitehorse (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,35, valeur moyenne d'environ 1,35, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,2 à 1,45, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,8 à 1,9. Whitehorse (climat futur et émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,35, valeur moyenne d'environ 1,35, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,2 à 1,45, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,7 à 1,9.

Victoria (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,5, valeur moyenne d'environ 1,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,3 à 1,7, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,8 à 3,1. Victoria (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,5, valeur moyenne d'environ 1,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,3 à 1,7, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,8 à 3,1. Victoria (climat futur et émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,3, valeur moyenne d'environ 1,35, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 0,95 à 1,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,7 à 2,1.

Vancouver (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2,1, valeur moyenne d'environ 2,2, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,7 à 2,7, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,3 à 4. Vancouver (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2,2, valeur moyenne d'environ 2,3, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,7 à 2,8, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,3 à 4,3. Vancouver (climat futur et émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,6, valeur moyenne d'environ 1,65, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,4 à 1,9, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,9 à 2,7.

Yellowknife (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,2, valeur moyenne d'environ 1,2, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1 à 1,4, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,6 à 1,8. Yellowknife (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,2, valeur moyenne d'environ 1,2, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 0,95 à 1,4, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,6 à 1,8. Yellowknife (climat futur et émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1, valeur moyenne d'environ 1, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 0,8 à 1,3, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,5 à 1,7.

Kamloops (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,5, valeur moyenne d'environ 1,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 0,2 à 0,9, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,5 à 2,6. Kamloops (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,5, valeur moyenne d'environ 1,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 0,2 à 0,9, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,5 à 2,6. Kamloops (climat futur et émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,45, valeur moyenne d'environ 1,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 0,2 à 0,7, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,6 à 2,7.

Calgary (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2,5, valeur moyenne d'environ 2,6, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2,1 à 3,2, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,5 à 4,6. Calgary (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2,5, valeur moyenne d'environ 2,6, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2,1 à 3,2, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,5 à 4,7. Calgary (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,5, valeur moyenne d'environ 1,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,3 à 1,9, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,9 à 2,5.

Edmonton (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2,0, valeur moyenne d'environ 2,1, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,5 à 2,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,0 à 3,7. Edmonton (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2,0, valeur moyenne d'environ 2,1, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,5 à 2,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,0 à 3,9. Edmonton (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,5, valeur moyenne d'environ 1,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,1 à 1,9, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,7 à 2,9.

Lethbridge (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,7, valeur moyenne d'environ 1,7, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,4 à 2,1, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,9 à 2,9. Lethbridge (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,7, valeur moyenne d'environ 1,7, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,4 à 2,1, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,9 à 2,9. Lethbridge (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,4, valeur moyenne d'environ 1,4, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,0 à 1,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,6 à 2,1.

Saskatoon (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,6, valeur moyenne d'environ 1,6, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,3 à 2,0, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,6 à 2,8. Saskatoon (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,6, valeur moyenne d'environ 1,6, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,3 à 2,0, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,6 à 2,8. Saskatoon (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,4, valeur moyenne d'environ 1,4, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,0 à 1,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,6 à 2,1.

Regina (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,7, valeur moyenne d'environ 1,7, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,45 à 2,1, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,8 à 2,9. Regina (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,7, valeur moyenne d'environ 1,75, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,5 à 2,15, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,8 à 3,0. Regina (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,4, valeur moyenne d'environ 1,4, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,0 à 1,6, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,5 à 2,2.

Winnipeg (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2, valeur moyenne d'environ 2, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,5 à 2,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,8 à 3,5. Winnipeg (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2, valeur moyenne d'environ 2, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,5 à 2,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,8 à 3,5. Winnipeg (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,5, valeur moyenne d'environ 1,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,2 à 1,8, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,5 à 2,5.

Le diagramme B montre les données pour les villes suivantes de l'est du Canada : Thunder Bay, Windsor, Sarnia , Sudbury, Hamilton, Toronto, Ottawa, Montréal, Québec, Fredericton, Saint John, Halifax, Charlottetown et St John's. L'axe Y représente une cote air santé de 0 à 10. Voici les données présentées :

Windsor (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 4, valeur moyenne d'environ 4,2, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 3,1 à 5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,8 à 8,5. Windsor (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 4,1, valeur moyenne d'environ 4,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 3,2 à 5,3, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,8 à 9,5. Windsor (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 3,8, valeur moyenne d'environ 3,9, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2,0 à 3,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,0 à 5,5.

Sarnia (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 3,3, valeur moyenne d'environ 3,6, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2,5 à 4,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,2 à 8,3. Sarnia (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 3,5, valeur moyenne d'environ 3,9, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2,5 à 4,8, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,2 à 9,5. Sarnia (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 2,4, valeur moyenne d'environ 2,6, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,6 à 3,2, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,9 à 5,8.

Les cotes air santé sont très semblables pour Hamilton et Toronto pour tous les scénarios. Pour ces villes, les valeurs sont les suivantes : Climat actuel et émissions actuelles, valeur médiane d'environ 3,0, valeur moyenne d'environ 3,2, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2,1 à 4,1, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,1 à 6,3. Climat futur et émissions actuelles, valeur médiane d'environ 3,1, valeur moyenne d'environ 3,3, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2,1 à 4,4, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,1 à 6,8. Climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration, valeur médiane d'environ 2,0, valeur moyenne d'environ 2,2, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,5 à 2,7, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,8 à 4,1.

Les cotes air santé sont très semblables pour tous les scénarios pour les villes suivantes : Thunder Bay, Québec, Fredericton, Saint John, Halifax, Charlottetown, et Saint John. Pour ces villes, les valeurs sont les suivantes : Climat actuel et émissions actuelles, valeur médiane d'environ 1,5 à 1,6, valeur moyenne d'environ 1,6 à 1,8, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,0 à 2,2, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,5 à 4,0. Climat futur et émissions actuelles, valeur médiane d'environ 1,5 à 1,6, valeur moyenne d'environ 1,6 à 1,8, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,0 à 2,2, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,5 à 4,2. Climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration, valeur médiane d'environ 1,0 à 1,5, valeur moyenne d'environ 1,1 à 1,6, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 0,8 à 1,7, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,4 à 2,7.

Les cotes air santé sont très semblables pour Sudbury, Ottawa et Montréal pour tous les scénarios. Pour ces villes, les valeurs sont les suivantes : Climat actuel et émissions actuelles, valeur médiane d'environ 1,9 à 2,0, valeur moyenne d'environ 2,0 à 2,2, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,3 à 2,8, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,5 à 5,0. Climat futur et émissions actuelles, valeur médiane d'environ 1,9 à 2,1, valeur moyenne d'environ 2,0 à 2,2, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,4 à 2,9, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,5 à 5,1. Climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration, valeur médiane d'environ 0,3, valeur moyenne d'environ 0,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 0,9 à 1,7, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 0,5 à 3,2.

Le diagramme C montre les données pour les villes américaines suivantes : Los Angeles, San Diego, Phoenix, San Antonio, Dallas, Houston, Chicago, Philadelphie et New York. L'axe Y représente une cote air santé de 0 à 14. Voici les données présentées :

Los Angeles (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 5,2, valeur moyenne d'environ 5,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 4,5 à 6,8, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 3 à 9. Los Angeles (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 5,8, valeur moyenne d'environ 5,9, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 4,8 à 7, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 3 à 10. Los Angeles (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 4,8, valeur moyenne d'environ 5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 3,5 à 6,2, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 2,2 à 8,9.

San Diego (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 3,7, valeur moyenne d'environ 3,9, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2,9 à 4,9, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,9 à 7,5. San Diego (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 3,9, valeur moyenne d'environ 4,1, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 3 à 5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,9 à 8,3. San Diego (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 2,7, valeur moyenne d'environ 3, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2 à 3,3, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1 à 5.

Phoenix (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2,2, valeur moyenne d'environ 2,3, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1 à 2,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,5 à 3,7. Phoenix (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2,2, valeur moyenne d'environ 2,3, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,8 à 2,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,5 à 3,6. Phoenix (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,8, valeur moyenne d'environ 1,9, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,6 à 2,2, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,3 à 3.

San Antonio (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,9, valeur moyenne d'environ 1,9, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,5 à 2, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1 à 3. San Antonio (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 1,9, valeur moyenne d'environ 1,9, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,5 à 2, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1 à 3. San Antonio (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,7, valeur moyenne d'environ 1,8, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,5 à 1,9, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1 à 2,5.

Dallas (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2,5, valeur moyenne d'environ 2,7, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2 à 3, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,5 à 4,5. Dallas (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2,5, valeur moyenne d'environ 2,7, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2 à 3, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,5 à 4,5. Dallas (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 1,9, valeur moyenne d'environ 1,9, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 1,7 à 2,1, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1 à 3.

Houston (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2,8, valeur moyenne d'environ 3, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2,5 à 3,2, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 2 à 5,8. Houston (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 2,8, valeur moyenne d'environ 3, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2,5 à 3,2, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 2 à 5,7. Houston (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 2,3, valeur moyenne d'environ 2,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2 à 2,8, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,8 à 4.

Chicago (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 4,9, valeur moyenne d'environ 5,1, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 3,6 à 5,9, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 2 à 10. Chicago (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 5, valeur moyenne d'environ 5,4, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 3,8 à 6,1, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 2 à 12. Chicago (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 3, valeur moyenne d'environ 3,3, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2,2 à 3,9, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1 à 7.

Philadelphie (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 4,5, valeur moyenne d'environ 4,9, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 3,3 à 3,7, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,9 à 8,5. Philadelphie (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 4,5, valeur moyenne d'environ 5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 3,3 à 5,8, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1,9 à 9. Philadelphie (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 3, valeur moyenne d'environ 3,4, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 2 à 3,8, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 1 à 6.

New York (climat actuel et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 5,5, valeur moyenne d'environ 6, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 4,2 à 7,2, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 2,8 à 12. New York (climat futur et émissions actuelles), valeur médiane d'environ 5,7, valeur moyenne d'environ 6,2, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 4,3 à 7,5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 2,8 à 13. New York (climat futur et émissions du scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration), valeur médiane d'environ 4, valeur moyenne d'environ 4,5, fourchette du 25e au 75e centile d'environ 3 à 5, fourchette du 2e au 98e centile d'environ 2 à 9.

 

L’analyse donne des résultats semblables pour d’autres villes de l’Amérique du Nord, et elle laisse entendre que les mortalités découlant de l’exposition à la pollution atmosphérique devraient empirer par rapport à la situation actuelle en raison des changements climatiques, mais que la situation pourrait s’améliorer grandement, malgré les changements climatiques, si des mesures de réduction des émissions du scénario 6 étaient mises en place. Des conclusions semblables pour les effets du climat futur liés aux incidences de l’air qualité sur la santé humaine ont été tirées dans d’autres études. Celles-ci comprennent des augmentations du nombre de visites ministérielles d’urgence (Sheffield et al., 2011), du taux de mortalité et du taux de décès prématurés (Chang et al., 2010; Jackson et al., 2010; Selin et al., 2009).

13.4.5 Prévisions du modèle - Les effets des changements climatiques sur les dommages subis par l’écosystème

Le potentiel d’endommagement des écosystèmes par suite de précipitations acides constitue un domaine qui soulève continuellement des préoccupations Une mesure de la capacité d’un écosystème de résister aux dépôts acidifiants est la « charge critique »; les caractéristiques biologiques et physiques d’un écosystème sont utilisées dans cette dernière pour estimer les limites de dépôt de soufre et d’azote propres à cet écosystème au-delà desquelles des dommages sont causés à l’écosystème (Makar et al., 2009). Malheureusement, bon nombre de suppositions sous-jacentes aux calculs de la charge critique dépendent de la température et, de facto, du climat. Pour cette raison, la présente discussion sera limitée aux changements en matière de dépôts totaux de soufre et d’azote liés aux deux scénarios de climat futur.

La Figure 13.22 illustre les dépôts totaux de soufre (S) prévus par le modèle entre les deux scénarios futurs et le scénario sur le climat actuel dans une forme rappelant la Figure 13.17. La Figure 13.22 (b) indique que des changements relativement mineurs au dépôt total de soufre sont occasionnés par les changements climatiques à eux seuls; on constate des augmentations et des diminutions d’une ampleur plus petite que celle associée au climat actuel (Figure 13.22a). Des diminutions beaucoup plus importantes sont observées avec le scénario {climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} (Figure 13.22c; comparer les échelles avec celles de Figure 13.22b et d). Le scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration présente de fortes diminutions des dépôts de soufre un peu partout dans l’est de l’Amérique du Nord et dans des régions précises de la partie ouest de l’Amérique du Nord (Alberta, corridor longeant Seattle et Vancouver, régions de sables bitumineux de l’Alberta, Los Angeles).

 

Figure 13.22 (a) Moyenne sur dix ans {climat actuel, émissions actuelles} du total de dépôts moyens estivaux de soufre dans la couche la plus basse du modèle (tonnes/été). (b) Changements en matière de dépôts de soufre [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) Changements en matière de dépôts de soufre [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (d) Changements en matière de dépôts de soufre [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (b), mais avec l’échelle de couleurs de (c) aux fins de comparaison).

Figure 13.22 (a) Moyenne sur dix ans {climat actuel, émissions actuelles} du total de dépôts moyens estivaux de soufre dans la couche la plus basse du modèle (tonnes/été). (b) Changements en matière de dépôts de soufre [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) Changements en matière de dépôts de soufre [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (d) Changements en matière de dépôts de soufre [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (b), mais avec l’échelle de couleurs de (c) aux fins de comparaison). (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.22

La figure 13.22 est composée de quatre diagrammes représentant chacun une carte de l'Amérique du Nord qui couvre une superficie s'étendant de la frontière américano-mexicaine jusqu'à l'océan Arctique. Dans chaque carte, des couleurs indiquent la concentration des dépôts de soufre en tonnes/été pour la région délimitée par les grilles du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien (décrites par la figure 13.13).

Dans le diagramme A, on voit la moyenne sur dix ans (climat actuel, émissions actuelles) du total de dépôts moyens estivaux de soufre dans la couche la plus basse du modèle. L'échelle va de 0 à 2 200 tonnes/été. La majorité du continent a des dépôts de l'ordre de 0 à 400 tonnes/été. Il y a de petits endroits isolés dans le corridor Calgary-Edmonton, près de Fort McMurray en Alberta, au nord de Saskatchewan, et à l'est de l'Ontario où les dépôts sont de l'ordre de 600 à 1 000 tonnes/été. Le nord-est des États-Unis, dans une région au sud d'une ligne entre Détroit et la ville de New York, et au nord de la frontière entre le Kentucky et le Tennessee, a des dépôts de l'ordre de 600 à 1 600 tonnes/été. Il y a également des petits secteurs isolés où les dépôts sont de l'ordre de 600 à 1 000 tonnes/été dans le sud-est des États-Unis.

Le diagramme B montre les changements relatifs aux dépôts de soufre [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -125 à 75 tonnes/été. Dans ce scénario, on observe des changements dans la fourchette de -25 à 25 tonnes/été pour la plus grande partie du continent. Les exceptions sont le corridor Calgary-Edmonton, une région près de Fort McMurray, en Alberta, un peu au nord du lac Winnipeg, et certaines régions isolées dans le sud-est des États-Unis, où on observe des changements de -100 à -50 tonnes/été. Autour du lac Érié et à la tête de la baie de Chesapeake, les changements sont de l'ordre de 25 à 75 tonnes/été.

Le diagramme C présente les changements du dépôt de soufre [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -1 600 à 400 tonnes/été. Dans ce scénario, on observe des changements dans la fourchette de -100 à 0 tonnes/été pour presque tout le continent. Dans l'est des États-Unis, on constate des changements de -300 à -800 tonnes/été, sauf dans certains petits secteurs, par exemple la région autour de Pittsburgh, où les changements sont plutôt de -700 à -1 500 tonnes/été. Des changements de l'ordre de -300 à -800 tonnes/été se produisent au centre de l'Alberta, le long du corridor Seattle-Vancouver, près de Fort McMurray en Alberta, un peu au nord du lac Winnipeg, et à Los Angeles.

Le diagramme D montre le même scénario que le diagramme B, mais avec la même échelle de couleur que le diagramme C. Dans ce cas, presque tout le continent est de la même couleur, pour indiquer des changements de -200 à 100 tonnes/été.

 

Il a toutefois été démontré que les effets du scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration sur les dépôts d’azote (Figure 13.23) étaient à la fois positifs et négatifs. À l’échelle d’une grande partie de la région (la plus grande partie de l’Amérique du Nord), les dépôts d’azote ont connu des diminutions de l’ordre de 0 à 200 tonnes/été, et ils ont diminué de plus de 700 tonnes/été dans certaines parties de la côte est et dans le sud de l’Ontario. Des augmentations locales des dépôts d’azote ont cependant été observées dans certaines villes du Canada et des États-Unis.

 

Figure 13.23 (a) Moyenne sur dix ans {climat actuel, émissions actuelles} du total de dépôts moyens estivaux d’azote dans la couche la plus basse du modèle (tonnes/été). (b) Changements en matière de dépôts d’azote [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) Changements en matière de dépôts d’azote [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (d) Changements en matière de dépôts d’azote [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (b), mais avec l’échelle de couleurs de (c) aux fins de comparaison).

Figure 13.23 (a) Moyenne sur dix ans {climat actuel, émissions actuelles} du total de dépôts moyens estivaux d’azote dans la couche la plus basse du modèle (tonnes/été). (b) Changements en matière de dépôts d’azote [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) Changements en matière de dépôts d’azote [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (d) Changements en matière de dépôts d’azote [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (b), mais avec l’échelle de couleurs de (c) aux fins de comparaison). (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.23

La figure 13.23 est composée de quatre diagrammes représentant chacun une carte de l'Amérique du Nord qui couvre une superficie s'étendant de la frontière américano-mexicaine jusqu'à l'océan Arctique. Dans chaque carte, des couleurs indiquent la concentration des dépôts d'azote en tonnes/été pour la région délimitée par les grilles du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien (décrites dans la figure 13.13).

Dans le diagramme A, on voit la moyenne sur dix ans (climat actuel, émissions actuelles) du total de dépôts moyens estivaux d'azote dans la couche la plus basse du modèle. L'échelle va de 0 à 1 500 tonnes/été. La majorité du Canada a des dépôts de l'ordre de 0 à 300 tonnes/été. Les exceptions sont le corridor Seattle-Vancouver, le corridor Calgary-Edmonton, et le sud de l'Ontario, où le dépôt est de l'ordre de 400 à 900 tonnes/été. Dans la majorité de l'ouest des États-Unis, il y a eu des dépôts de l'ordre de 0 à 300 tonnes/été, à l'exception de Puget Sound, de Portland, de San Francisco et de Los Angeles, où les dépôts étaient de l'ordre de 400 à 900 tonnes/été. Dans le nord-centre et le nord-est des États-Unis, de Nebraska à l'Atlantique, les dépôts sont de l'ordre de 400 à 900 tonnes/été. Des endroits isolés avec des dépôts de 400 à 900 tonnes/été sont également observés à Tampa, à Houston, et en Nouvelle-Orléans.

Le diagramme B montre les changements relatifs aux dépôts d'azote [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -200 à 200 tonnes/été. Dans ce scénario, on observe des changements dans la fourchette de -40 à 40 tonnes/été pour presque tout le continent. La seule exception se produit à Los Angeles, où les changements sont plutôt de 40 à 200 tonnes/été.

Le diagramme C présente les changements du dépôt d'azote [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -800 à 2 400 tonnes/été. Dans ce scénario, on observe des diminutions du dépôt d'azote se situant entre 0 et 200 tonnes/été pour la majorité du continent. Des diminutions de -200 à -700 tonnes/été sont observées autour de la ville de New York, le long de la côte du New Jersey, à Ohio, en Pennsylvanie, au sud de l'Ontario, autour de Chicago, à Tampa, en Nouvelle-Orléans, à Houston et à Seattle. Des augmentations très localisées de 400 à 1 000 tonnes/été se produisent autour de Vancouver, de Calgary, d'Edmonton, de Winnipeg, de Toronto et de Montréal.

Le diagramme D montre le même scénario que le diagramme B, mais avec la même échelle de couleur que le diagramme C. Dans ce cas, presque tout le continent est de la même couleur, pour indiquer des changements de -200 à 200 tonnes/été.

 

Figure 13.24 illustre les principaux facteurs contribuant aux changements relatifs à l’azote : les dépôts humides de NH4+(aq) (Figure 13.24 a) constituent la plus grande contribution entraînant des augmentations de dépôts d’azote, et non loin derrière, on retrouve les dépôts de NH3 gazeux (Figure 13.24 b). Les réductions de dépôts d’azote dans le corridor de Seattle à Vancouver, dans le sud des Grands Lacs et dans la côte est des États-Unis découlent de diminutions des dépôts humides de NO3-(aq) (Figure 13.24 c). Les augmentations d’émissions d’ammoniac pour l’année 2050, qui font partie du scénario d’émissions 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration, sont à l’origine de ces changements, et elles laissent entendre que des réductions des émissions d’ammoniac pourraient être nécessaires en vue d’empêcher les augmentations de dépôts d’azote dans un climat futur.

Figure 13.24 Trois principaux facteurs contribuant aux changements dans les dépôts d’azote [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}], en tonnes/été. (a) Dépôts humides de NH4+ (aq). (b) Dépôts secs de NH3 gazeux. (c) Dépôts humides de NO3­ (aq). Veuillez noter que l’intervalle des échelles positive et négative est logarithmique.

Figure 13.24 Trois principaux facteurs contribuant aux changements dans les dépôts d’azote [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}], en tonnes/été. (a) Dépôts humides de NH4+ (aq). (b) Dépôts secs de NH3 gazeux. (c) Dépôts humides de NO3­ (aq). Veuillez noter que l’intervalle des échelles positive et négative est logarithmique. (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.24

La figure 13.24 est composée de trois diagrammes représentant chacun une carte de l'Amérique du Nord qui couvre une superficie s'étendant de la frontière américano-mexicaine jusqu'à l'océan Arctique. Dans chaque carte, des couleurs indiquent la concentration des dépôts d'azote en tonnes d'azote/été pour la région délimitée par les grilles du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien (décrites par la figure 13.13) pour le scénario [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. Dans les trois cas, l'échelle va de -3 000 à 3 000 tonnes/été.

Le premier diagramme montre les contributions de dépôts humides de NH4. On observe des changements dans la fourchette de -10 à 10 tonnes/été pour une bonne partie du continent. Toutefois, des augmentations de l'ordre de 50 à 500 tonnes/été se produisent dans le corridor Vancouver-Seattle, et vers le bas jusqu'au centre de Washington, dans les régions intérieures de la Californie, au sud d'Idaho, dans une large bande qui s'étend du nord-est du Minnesota à l'ouest du Texas, dans le corridor Chicago-Détroit, et dans une région qui s'étend du Kentucky au Tennessee et vers le haut le long de la côte est des États-Unis. Des augmentations de l'ordre de 80 à 1 000 tonnes/été se produisent dans le corridor Calgary-Edmonton, et autour de Regina, de Saskatoon, de Winnipeg, de Toronto, de Montréal et de Détroit.

Le deuxième diagramme montre les contributions de dépôts secs de NH3 gazeux. Les changements dans ce cas sont moins importants : des changements dans la fourchette de -10 à 10 tonnes/été sont observés dans la majorité du continent. Des petites régions avec des augmentations entre 50 et 500 tonnes/été sont observées dans les villes suivantes : Vancouver, Calgary, Edmonton, Regina, Saskatoon, Winnipeg, Toronto, Montréal et Détroit. Il y a également des régions avec des augmentations semblables au sud de l'Idaho, et de façon sporadique le long de la côte est et dans des régions intérieures à l'est des États-Unis. Une région un peu plus importante est observée au centre de la Californie.

Le troisième diagramme montre les contributions de dépôts humides de N03¬. Dans ce cas, on observe des diminutions de l'ordre de -50 à -300 tonnes/été pour la moitié est des États-Unis, du Missouri à la Géorgie, et au nord jusqu'à la frontière canadienne. On observe également des diminutions de cette ampleur en Floride, à San Diego, en Nouvelle-Orléans, à Houston, au sud de l'Alberta, et dans la région de la vallée du bas Fraser-Puget Sound. Pour le reste de la moitié est des États-Unis, il y a des diminutions entre -30 et -80 tonnes/été. Dans le reste du continent, les changements sont de l'ordre de -10 à 10 tonnes/été.

 

Les dépôts d’ozone dans la végétation ont longtemps été liés aux dommages causés au feuillage, et ils sont impliqués dans la réduction du rendement des récoltes (Averny et al., 2011). La moyenne estivale sur dix ans des dépôts d’ozone et les champs de variation sont indiqués à la Figure 13.25. Des augmentations et des diminutions moindres des dépôts d’ozone sont observées pour le scénario {climat futur, émissions actuelles} (Figure 13.25 b) relatif aux conditions actuelles (Figure 13.25 a); par ailleurs, les diminutions d’ozone de la Figure 13.17 (c) entraînent des réductions importantes des dépôts d’ozone à l’échelle de la partie est des États-Unis et des parties sud-est de l’Ontario et du Québec. L’adoption de mesures de contrôle pour les émissions du scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration entraînerait donc des réductions des dépôts d’ozone par rapport aux conditions actuelles, et, de ce fait, des améliorations du rendement des récoltes par suite d’une exposition réduite de l’ozone au feuillage.

 

Figure 13.25 (a) Moyenne sur dix ans {climat actuel, émissions actuelles} du total de dépôts moyens estivaux d’ozone dans la couche la plus basse du modèle (tonnes/été). (b) Changements en matière de dépôts d’O3 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) Changements en matière de dépôts d’O3 [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (d) Changements en matière de dépôts d’O3 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (b), mais avec l’échelle de couleurs de (c) aux fins de comparaison).

Figure 13.25 (a) Moyenne sur dix ans {climat actuel, émissions actuelles} du total de dépôts moyens estivaux d’ozone dans la couche la plus basse du modèle (tonnes/été). (b) Changements en matière de dépôts d’O3 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (c) Changements en matière de dépôts d’O3 [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. (d) Changements en matière de dépôts d’O3 [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}] (identique à (b), mais avec l’échelle de couleurs de (c) aux fins de comparaison). (Voir la description ci-dessous)

Description de la figure 13.25

La figure 13.25 est composée de quatre diagrammes représentant chacun une carte de l'Amérique du Nord qui couvre une superficie s'étendant de la frontière américano-mexicaine jusqu'à l'océan Arctique. Dans chaque carte, des couleurs indiquent la concentration des dépôts d'ozone en tonnes/été pour la région délimitée par les grilles du modèle AURAMS et du modèle climatique régional canadien (décrites par la figure 13.13).

Dans le diagramme A, on voit la moyenne sur dix ans (climat actuel, émissions actuelles) du total de dépôts moyens estivaux d'ozone dans la couche la plus basse du modèle. L'échelle va de 0 à 2 200 tonnes/été. Au Canada, les dépôts varient de 0 à 1 000 tonnes/été; les niveaux les plus élevés se trouvent le long de la frontière américaine, et les niveaux plus bas, au nord. Les dépôts les plus élevés se trouvent dans le sud de l'Ontario (de 1 000 à 1 600 tonnes/été). La côte ouest des États-Unis a des dépôts de l'ordre de 1 000 à 1 600 tonnes/été; des niveaux un peu moins élevés, entre 200 et 1 000 tonnes/été, sont observés dans les régions intérieures de l'ouest. À l'est, les niveaux les plus élevés (de 1 600 à 2 200 tonnes/été) sont observés entre Indiana et Chesapeake, et aussi loin au nord que le lac Ontario. Lorsqu'on s'éloigne de cette région, les dépôts diminuent selon une tendance de cible, à des niveaux de 800 à 1 000 tonnes/été au centre des États-Unis.

Le diagramme B montre les changements relatifs aux dépôts d'ozone [{climat futur, émissions actuelles} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -100 à 100 tonnes/été. Dans ce scénario, on observe des changements entre -20 et 20 tonnes/été pour une grande partie du continent. Des petites régions dans l'ouest de la Colombie-Britannique, à San Francisco, dans le corridor Los Angeles-San Diego, à Chicago, à Détroit et juste au sud du lac Érié ont des augmentations entre 20 et 100 tonnes/été. Des diminutions de l'ordre de -40 à -80 tonnes/été se produisent autour de Cape Hatteras, en Oklahoma, en Arkansas, à l'est de Texas, au centre de la Floride, et au nord de la Californie.

Le diagramme C présente les changements de dépôts d'ozone [{climat futur, émissions liées au scénario 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration} - {climat actuel, émissions actuelles}]. L'échelle va de -900 à 600 tonnes/été. Dans ce scénario, on observe des changements dans la fourchette de -200 à 100 tonnes/été pour la plus grande partie du continent. Toutefois, dans l'est des États-Unis (à l'est d'une ligne entre le lac Supérieur et le Texas), on observe des diminutions de l'ordre de -300 à -900 tonnes/été; les diminutions les plus importantes se trouvent dans une bande qui s'étend à l'intérieur des terres à partir de Cape Hatteras. Des réductions de l'ordre de -300 à -700 tonnes/été sont également observées dans l'ensemble de la Californie. Une exception est la région autour de Los Angeles, où des augmentations entre 200 et 500 tonnes/été se produisent.

Le diagramme D montre le même scénario que le diagramme B, mais avec la même échelle de couleur que le diagramme C. Dans ce cas, presque tout le continent est de la même couleur, pour indiquer des changements de -100 à 100 tonnes/été.

 

13.5 Résumé du chapitre

Les changements planétaires englobent les nombreux effets du réchauffement climatique, les changements relatifs aux émissions de polluants anthropiques ainsi que les changements relatifs à l’utilisation des terres ou à la couverture terrestre attribuables aux effets climatiques, à l’urbanisation et aux décisions en matière de gestion des terres. Chacun de ces aspects des changements planétaires ont le potentiel de changer les niveaux de pollution atmosphérique à l’échelle locale et régionale. Dans le nord-ouest du Pacifique, l’intersection des changements climatiques locaux, de l’urbanisation, des changements relatifs à l’utilisation des terres ou à la couverture terrestre et du transport sur de longues distances de polluants atmosphériques asiatiques dans l’avenir donne lieu à un ensemble complexe de conditions pour l’élaboration de programmes de gestion de la qualité de l’air.

Les simulations du modèle réalisées en utilisant le système de modélisation CMAQ avec des variations du scénario d’émissions A1B du Rapport spécial sur les scénarios d’émissions ont servi à prévoir les futurs niveaux de pollution atmosphérique pour les conditions du changement planétaire durant la décennie centrée sur l’an 2050. Les résultats ont démontré que les effets généraux des changements planétaires produiront des augmentations de l’ozone à l’échelle des États-Unis, avec des augmentations plus modestes dans la région du nord-ouest du Pacifique. Ces changements sont attribuables aux effets du climat, y compris aux émissions biosynthétiques accrues de composés organiques volatils et d’oxyde d’azote, et à des augmentations de concentrations de fond d’ozone et de ses précurseurs à l’échelle mondiale. Les effets du climat (la météorologie à proprement parler) montrent une diminution nette des concentrations maximales d’ozone dans l’ouest des États-Unis, mais l’inclusion des effets des émissions biosynthétiques accrues provoque une légère augmentation des valeurs maximales d’ozone. Des augmentations plus importantes sont prévues pour d’autres parties des États-Unis étant donné les températures plus élevées et les effets connexes sur les réactions atmosphériques et les émissions biosynthétiques. Les effets du climat et le transport à grande distance doivent être pris en compte pour toute décision future sur la gestion de la qualité de l’air qui sera liée à l’ozone dans la région.

Les simulations de modèle effectuées avec AURAMS (un système régional unifié de modélisation de la qualité de l’air) en utilisant le climat futur SRES A2 et les émissions de polluants atmosphériques du scénario de stabilisation à portée modérée (RCP6) laissent entendre que les incidences des changements climatiques sur la qualité de l’air, si toutes les contraintes des autres modèles demeurent les mêmes, entraîneront des effets de détérioration, bien que leur étendue et leur emplacement soient variables. Lorsque les émissions anthropiques de polluants précurseurs sont utilisées dans le modèle AURAMS avec un climat futur, les concentrations d’ozone et de MP2,5augmentent, les valeurs de la cote air santé augmentent et les dépôts acidifiants et d’ozone font de même. Inversement, les incidences de la réduction des émissions anthropiques de précurseurs, selon le scénario d’émissions 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration dans un climat futur plus chaud, entraînent des améliorations de la qualité de l’air. Dans ce scénario futur, on prévoit une augmentation des concentrations estivales maximales quotidiennes d’ozone sur huit heures de l’ordre de 5 à 15 ppb, et on prévoit que les concentrations estivales diurnes de MP2,5 connaîtront une diminution pouvant atteindre jusqu’à 4 μg/m3 dans les parties les plus peuplées du bassin atmosphérique de Georgia Bassin/Puget Sound. Des déclins sont également prévus dans cette région en ce qui concerne les concentrations de sulfate, d’ammonium, de nitrate, d’aérosols organiques secondaires, de carbone élémentaire et de radicaux hydroxyles. Les prévisions en matière de cotes air santé dans le cadre du scénario des emissions de polluants atmosphériques RCP6 indiquent que la plupart des villes canadiennes, y compris Vancouver, connaîtront des réductions du taux de mortalités liées à la pollution atmosphérique. Le scénario d’émissions 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration prévoit également une diminution des dépôts estivaux d’ozone et de composés de soufre acidifiants dans le bassin atmosphérique de Georgia Bassin/Puget Sound. De même, le total de dépôts d’azote devrait diminuer, sauf dans les régions agricoles plus intensives (p. ex. la vallée du bas Fraser), où de fortes augmentations des dépôts d’ammoniac et d’ions ammonium sont prévues.

En résumé, le scénario de pollution atmosphérique 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration représente donc une amélioration considérable de la qualité de l’air ambiante, de la santé humaine et de la santé des écosystèmes comparativement à la situation actuelle de l’Amérique du Nord. Si les émissions anthropiques de précurseurs demeurent stables à leurs valeurs actuelles, les incidences des changements climatiques auront pour effet d’empirer la qualité de l’air. Il est prévu que l'importance des améliorations potentielles associées au scénario d'émissions futures 6 des profils représentatifs d'évolution de concentration sera plus grande que l'importance de la dégradation due à un climat plus chaud dans le cadre des émissions actuelles. Ces conclusions concordent avec celles du cinquième rapport d'évaluation du GIEC, dans lequel le groupe conclut que, dans l'avenir, les changements en matière d'émissions devraient jouer un rôle beaucoup plus important dans la qualité de l'air que les changements climatiques à eux seuls.

Les résultats laissent entendre que la dégradation de la qualité de l’air en raison des changements climatiques sera contrebalancée, voire inversée, par les réductions d’émissions, notamment celles comprises dans les prévisions du scénario 6 des profils représentatifs d’évolution de concentration.

13.6 Références

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