Badanie wykazało, że zmiany klimatyczne zwiększają zanieczyszczenie powietrza

Z nowego badania wynika, że ​​zmiany klimatyczne prawdopodobnie spowodują wzrost stężenia ozonu w warstwie przyziemnej do 2050 r., co może spowodować nieprzestrzeganie norm jakości powietrza w wielu częściach Stanów Zjednoczonych i zwiększyć ryzyko dla zdrowia publicznego.

Ozon to reaktywny gaz składający się z trzech atomów tlenu. Chociaż może występować naturalnie, często powstaje na poziomie gruntu w wyniku interakcji lotnych związków organicznych (LZO) i tlenków azotu (NOx) – obu substancji zanieczyszczających powietrze.

„Zmiany klimatyczne wpływają na powstawanie ozonu poprzez złożony zestaw czynników, ale wyższe temperatury wiążą się ze zwiększoną ilością ozonu w zanieczyszczonych obszarach” – mówi James East, pierwszy autor artykułu na temat badania i były doktorant. student North Carolina State University, a obecnie pracownik naukowy na Uniwersytecie Harvarda.

„Oznacza to, że na obszarach, które już charakteryzują się wyższym poziomem zanieczyszczenia powietrza LZO i tlenkami azotu, prawdopodobnie nastąpi wzrost stężenia ozonu w miarę wzrostu średnich temperatur. Ponadto oczekuje się, że zmiany klimatyczne zwiększą emisję LZO, które „występują naturalnie w niektórych częściach Stanów Zjednoczonych państw, takich jak południowy wschód, co zaostrza wyzwanie”.

Wzrost stężenia ozonu jest ważny, ponieważ ozon w warstwie przyziemnej może powodować… Szeroki zakres problemów zdrowotnychw tym zmniejszona czynność płuc i zapalenie oskrzeli, które się do tego przyczyniają Co roku setki tysięcy zgonów.

„Jest bardzo dobrze ugruntowana Zmiany klimatyczne spowodują zwiększenie zanieczyszczenia ozonem„Istniała ogromna niepewność co do tego, jak może wyglądać ten wzrost” – mówi Fernando Garcia Menendez, autor pracy i profesor nadzwyczajny inżynierii środowiska w NC State. „Naszym celem w tej pracy było ilościowe określenie szeregu wyników i uzyskanie znacznie jaśniejszego obrazu tego, jak zmiany klimatyczne będą wpływać na przypadki zanieczyszczenia ozonem w Stanach Zjednoczonych”.

„Chemia atmosfery jest złożona, a zmiany klimatyczne wpływają na szybkość reakcji chemicznych, ilość obecnych prekursorów ozonu i czas utrzymywania się ozonu w środowisku” – mówi Garcia-Menendez. „Opieraliśmy się na różnych istniejących modelach i uwzględniliśmy narzędzia statystyczne, które pozwalają nam wziąć pod uwagę tak szeroki zakres zmiennych, aby przyjrzeć się zanieczyszczeniu ozonem w nadchodzących latach”.

W szczególności naukowcy sprawdzili, jak często poziom ozonu przekracza normy jakości powietrza mające na celu ochronę zdrowia publicznego, o ile poziom ozonu przekroczy normy i jak może się to zmienić do 2050 r.

Wyniki badania przedstawiono w postaci przedziału, ponieważ klimatolodzy wciąż nie mają pewności co do wrażliwości klimatu na zmiany stężenia gazów cieplarnianych.

Najlepszy scenariusz zakłada, że ​​klimat ma stosunkowo niską wrażliwość na dwutlenek węgla. Jeśli tak, z nowego badania wynika, że ​​maksymalne pomiary ozonu wzrosną – średnio – o mniej niż 0,3 części na miliard (ppb). Możliwe, że w wielu lokalizacjach te wysokie pomiary są poniżej obecnych norm jakości powietrza.

„Jednak nawet w najlepszym przypadku odkryliśmy, że w 2050 r. spodziewane są większe wahania poziomu ozonu – co oznacza, że ​​nadal spodziewamy się wzrostu liczby dni z wyjątkowo wysokim wzrostem ozonu, co stanowiłoby naruszenie normy jakości powietrza – mówi Wschód.

Najgorszy scenariusz zakłada, że ​​klimat jest bardzo wrażliwy na dwutlenek węgla. W tym przypadku z badania wynika, że ​​maksymalne pomiary ozonu wzrosłyby średnio o ponad 2,3 części na miliard. W połączeniu ze wzrostem zmienności oznacza to, że w wielu częściach kraju znacząco wzrośnie liczba dni, w których poziom ozonu przekracza normy jakości powietrza.

„W praktyce z naszego badania wynika, że ​​w 2050 r. od 5 do 13 milionów dodatkowych osób będzie narażonych na niebezpiecznie wysoki poziom ozonu” – mówi East.

„Obecnie rządy stanowe i federalne próbują zarządzać poziomem ozonu poprzez redukcję emisji substancji zanieczyszczających powietrze” – mówi Garcia-Menendez. „Ta praca sugeruje, że obecne wysiłki na rzecz redukcji emisji mogą być mniej skuteczne w pomaganiu w spełnieniu norm dotyczących ozonu w wielu częściach kraju, szczególnie w tych, które już mają trudności z przestrzeganiem norm jakości powietrza”.

„Ta praca jest ważna z dwóch powodów” – mówi East. „Po pierwsze, przyczynia się to do zrozumienia, w jaki sposób zmiany klimatyczne wpływają na jakość powietrza w warstwie przyziemnej, a co za tym idzie, na zdrowie ludzkie, między innymi przyczynia się to do sposobu, w jaki szacujemy analizy kosztów i korzyści przepisów klimatycznych i powiązanych technologii”.

„Po drugie, wyjaśniając zakres wpływu klimatu na ozon, dostarczamy ważnych informacji, które mogą wpływać na decyzje polityczne – np. Trwający przegląd EPA norm jakości powietrza dla ozonu„.

papier, „Przewidywanie zmian częstotliwości i wielkości zdarzeń związanych z zanieczyszczeniem ozonem przy niepewnej wrażliwości klimatuopublikowano w ogólnodostępnym czasopiśmie Earth's Future. Współautorami artykułu są Erwan Meunier z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis i Rebecca Saari z Uniwersytetu Waterloo.

Prace wykonano przy wsparciu Kanadyjskiej Rady ds. Nauk Przyrodniczych i Inżynierii w ramach grantu nr RGPIN?2023?03807.