Chapter 4. Air quality and climate in the Mediterranean region

Ambient air ranks number one among the natural resources vital to human beings, with an average individual daily need of 12 kg. Due to the specificities of the Mediterranean region (sunny, hot and dry climate; long-range transport converging over the basin), air pollution in reactive compounds over the Mediterranean is often higher than in most European inland regions. Climate change (increase in temperature and drought) and anthropogenic pressure (growing population) should significantly impact the regional air quality. As a result, Mediterranean inhabitants who are already regularly exposed to pollutant loads well above WHO air quality recommendations will be further exposed, resulting in an excess of premature deaths. Exposure monitoring and win-win strategies should be developed in the future both to improve air quality and develop a low carbon economy. The evolution of emissions under climate change is not always clear and much uncertainty remains around present emissions from large urban-industrial centers, although recent progress has been made on emissions of the different regional sources of pollutants. It has been established that the regional climate and water cycle are affected by atmospheric chemistry. By reducing solar radiation at the surface, aerosols reduce the yearly average precipitation in the Mediterranean by 10%, which is a major issue since water is already scarce. Aerosols could further reduce precipitations by reducing the size of cloud droplets or through the formation of cloud droplets and ice crystals. Moreover, recent in situ and model experiments indicate that anthropogenic nitrogen and desert dust phosphorus deposition in nutrient-depleted surface seawater favors phytoplankton development, which stimulates the sink of atmospheric CO2 into marine sediments. But Saharan dust deposition by rain also stimulates bacterial growth, which reemits CO2. The net effect of desert dust deposition at large scales needs to be established. L’air est sans aucun doute la ressource naturelle la plus essentielle à l’homme: chaque jour 12 kg d’air sont nécessaires à sa survie. Du fait des spécificités de la région méditerranéenne (climat ensoleillé, chaud et sec; convergence de masses d’air d’horizons lointains), la pollution de l’air en espèces réactives y est souvent plus forte que dans la plupart de l’Europe continentale. Les changements climatiques (augmentation des sécheresses et de la température) et la pression démographique devraient dégrader encore la qualité de l’air. En conséquence, les habitants de la Méditerranée qui sont déjà régulièrement soumis à des niveaux de pollution bien au-dessus des recommandations de l’OMS devraient se trouver plus exposés encore, ce qui engendrera une surmortalité. Un meilleur suivi de l’exposition des habitants et des solutions «gagnant-gagnant» devraient être mises en place dans le but d’améliorer la qualité de l’air et de s’engager dans une économie décarbonée. Les conséquences des changements climatiques sur les émissions de polluants par les principales sources régionales ne sont pas toujours très claires. Il a été établi que le climat régional et le cycle de l’eau sont altérés par la chimie de l’atmosphère. En réduisant le flux solaire en surface, les aérosols réduisent les précipitations moyennes annuelles de 10% en moyenne sur le bassin méditerranéen, réduisant un peu plus une ressource déjà rare. Les aérosols pourraient réduire plus encore les précipitations en réduisant la taille des gouttes d’eau dans les nuages ou en agissant sur la formation de cristaux de glaces. Par ailleurs, de récentes expériences indiquent que le dépôt atmosphérique d’azote et le phosphore issu des poussières désertiques à la surface des eaux pauvres en nutriments de la Méditerranée favorise le développement du phytoplancton activant par la même occasion l’absorption de CO2 par l’océan. Cependant, il a aussi été observé que le dépôt de poussières favorise le développement de bactéries qui elles-mêmes rejettent du CO2 du fait de la respiration. L’effet net du dépôt de ces poussières à grande échelle reste à établir.