Augmentation rapide des émissions de dichlorométhane en provenance de Chine déduite d'observations atmosphériques

Nature Communications volume 12, Numéro d'article : 7279 (2021) Citer cet article

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Avec la mise en œuvre réussie du Protocole de Montréal relatif à des substances qui appauvrissent la couche d'ozone, l'abondance atmosphérique de substances appauvrissant la couche d'ozone continue de diminuer lentement et le trou d'ozone de l'Antarctique montre des signes de rétablissement. Cependant, les émissions croissantes de chlorocarbures anthropiques à courte durée de vie non réglementés annulent certains de ces gains. Nous signalons ici une augmentation des émissions en provenance de Chine de chlorocarbone produit industriellement, le dichlorométhane (CH2Cl2). Les émissions sont passées de 231 (213-245) Gg an-1 en 2011 à 628 (599-658) Gg an-1 en 2019, avec une augmentation annuelle moyenne de 13 (12-15) %, principalement en provenance de l’est de la Chine. L’augmentation globale des émissions de CH2Cl2 en provenance de Chine a la même ampleur que l’augmentation des émissions mondiales de 354 (281−427) Gg an−1 sur la même période. Si les émissions mondiales de CH2Cl2 restent aux niveaux de 2019, elles pourraient entraîner un retard d’environ 5 ans dans la récupération de l’ozone en Antarctique par rapport à un scénario sans émissions de CH2Cl2.

Les émissions mondiales de substances appauvrissant la couche d'ozone (SACO) à vie longue, telles que les chlorofluorocarbures (CFC), les halons, les hydrochlorofluorocarbures (HCFC) et le tétrachlorure de carbone (CCl4), qui sont considérés comme les principaux contributeurs à l'appauvrissement de la couche d'ozone stratosphérique, ont considérablement diminué. résultat des réglementations imposées par le Protocole de Montréal et ses amendements1. Cela a conduit à une réduction des abondances de brome et de chlore dans la stratosphère et au début de la reconstitution du trou d’ozone dans l’Antarctique2,3. Les incertitudes restantes concernant la reconstitution de la couche d'ozone mondiale proviennent en partie des substances halogénées à vie très courte (VSLS), définies comme des espèces dont la durée de vie atmosphérique est inférieure à environ 6 mois1. Auparavant, on pensait que les VSLS avaient une influence mineure sur les niveaux de chlore et de brome stratosphériques et ne sont donc pas réglementés par le Protocole de Montréal. Cependant, des études récentes ont révélé des contributions substantielles et croissantes des VSLS4,5,6,7,8,9,10 à l'appauvrissement de l'ozone stratosphérique, ce qui pourrait annuler certains des avantages du Protocole de Montréal, en particulier lorsque les émissions proviennent de régions telles que l'Est. et en Asie du Sud, où de puissants systèmes convectifs facilitent leur transport rapide dans la stratosphère4,8,11,12,13,14,15.

Le dichlorométhane (CH2Cl2), le VSLS contenant du chlore le plus abondant avec une durée de vie d'environ 6 mois16, représente environ 70 % de l'injection totale de gaz source stratosphérique provenant des VSLS contenant du chlore1,7. Cette substance provient principalement de sources anthropiques, notamment son utilisation comme solvant émissif à des fins d'adhésifs et de nettoyage, et comme matière première pour la production d'hydrofluorocarbures (HFC)17,18,19. Les mesures de la fraction molaire atmosphérique de CH2Cl2 montrent une augmentation rapide depuis les années 2000, où les valeurs moyennes annuelles mondiales ont été multipliées par deux, y compris une période de croissance particulièrement rapide entre 2012 et 20131,20. Une étude mondiale de sensibilité du modèle de transport chimique6 a estimé qu’un retard substantiel dans la reconstitution de la couche d’ozone de l’Antarctique, pouvant atteindre environ 30 ans, si la croissance de la fraction molaire de CH2Cl2 se poursuivait au rythme observé entre 2004 et 2014. L’augmentation significative des émissions mondiales de CH2Cl2 , de 637 (600−673) Gg an−1 (1 ET d’incertitude) en 2006 à 1 171 (1 126 − 1 216) Gg an−1 en 2017, a été attribuée à une augmentation des émissions industrielles en provenance d’Asie21. Étant donné que les émissions de l’Asie de l’Est et du Sud peuvent être rapidement transportées vers la stratosphère par des systèmes convectifs, il est essentiel de quantifier les émissions de cette région pour mieux comprendre leur impact croissant sur l’ozone stratosphérique. Cependant, il existe peu d’estimations (descendantes) des émissions de CH2Cl2 dérivées d’observations atmosphériques en Asie, et aucune estimation s’étalant sur plusieurs années.

Dans cette étude, nous déduisons une augmentation substantielle des émissions annuelles de CH2Cl2 de la Chine (définie comme le continent chinois, à l'exclusion de Hong Kong et de Macao) entre 2011 et 2019, en utilisant des mesures effectuées sur neuf sites du pays et une approche de modélisation inverse. Cette série chronologique descendante s’accorde bien avec un inventaire ascendant compilé à partir de données de consommation et de production nouvellement disponibles. Nous constatons que l’augmentation des émissions de la Chine joue un rôle important dans la croissance des émissions mondiales et que ces augmentations peuvent potentiellement avoir un impact sur la reconstitution de la couche d’ozone stratosphérique.