Нове дослідження показує, що зміна клімату, ймовірно, призведе до посилення стрибків рівня озону на рівні землі до 2050 року, що може призвести до того, що багато частин Сполучених Штатів не будуть відповідати стандартам якості повітря та підвищать ризики для здоров’я населення.
Озон – це реактивний газ, який складається з трьох атомів кисню. І хоча він може бути природним, на рівні землі він часто утворюється в результаті взаємодії летких органічних сполук (ЛОС) і оксидів азоту (NOx), які є забруднювачами повітря.
«Зміна клімату впливає на утворення озону через складний набір факторів, але підвищення температури пов’язане зі збільшенням вмісту озону в забруднених районах», — каже Джеймс Іст, перший автор статті про дослідження, опублікованої в Earth’s Future. Іст — колишній доктор філософії. студент Університету штату Північна Кароліна, який зараз є дослідником у Гарвардському університеті.
«Це означає, що в регіонах, які вже мають вищий рівень забруднення повітря ЛОС та NO x , ймовірно, спостерігатиметься збільшення вмісту озону в міру підвищення середньої температури. Більше того, очікується, що зміна клімату збільшить природні викиди ЛОС у деяких частинах США, наприклад як південний схід, посилюючи виклик».
Збільшення вмісту озону є важливим, оскільки приземний озон може спричинити широкий спектр проблем зі здоров’ям, включаючи зниження функції легенів і запалення дихальних шляхів, що спричиняє сотні тисяч смертей щороку.
«Досить точно встановлено, що зміна клімату збільшить забруднення озону, але існує величезна кількість невизначеності щодо того, як це збільшення може виглядати», — каже Фернандо Гарсіа Менендес, відповідний автор роботи та доцент кафедри екологічної інженерії в штат Північна Кароліна.
«Наша мета в цій роботі полягала в тому, щоб кількісно визначити діапазон результатів і отримати більш чітке уявлення про те, як зміна клімату вплине на забруднення озоном у США»
«Хімія атмосфери є складною, і зміна клімату впливає на швидкість хімічних реакцій, кількість присутніх попередників озону та те, як довго озон затримуватиметься в навколишньому середовищі», — каже Гарсіа Менендес.
«Ми створили низку існуючих моделей і включили статистичні інструменти, які дозволяють нам враховувати цей широкий спектр змінних, щоб поглянути на забруднення озону в наступні роки».
Зокрема, дослідники досліджували, як часто рівні озону перевищуватимуть стандарти якості повітря, розроблені для захисту здоров’я населення, наскільки рівні озону перевищуватимуть стандарти та як це може змінитися до 2050 року.
Висновки дослідження представлені у вигляді діапазону, оскільки кліматологи все ще мають деяку невизначеність щодо того, наскільки клімат чутливий до змін концентрації парникових газів.
Найкращий сценарій полягає в тому, що клімат має відносно низьку чутливість до вуглекислого газу. Якщо це так, нове дослідження показує, що верхня межа вимірювань озону в середньому зросте менш ніж на 0,3 частини на мільярд (ppb). Ці високі вимірювання все ще можуть бути нижчими за існуючі стандарти якості повітря для багатьох місць.
«Однак навіть у цьому найкращому випадку ми виявили, що до 2050 року очікується більша мінливість рівнів озону, тобто ми все одно очікуємо збільшення кількості днів, коли спостерігається надзвичайно високе зростання озону, порушуючи стандарт якості повітря”, – каже Іст.
Найгірший сценарій полягає в тому, що клімат дуже чутливий до вуглекислого газу. У цьому випадку дослідження стверджує, що високий рівень вимірювань озону в середньому зросте більш ніж на 2,3 частки на мільярд. У поєднанні зі збільшенням мінливості це означало б, що в багатьох частинах країни значно збільшиться кількість днів, коли рівень озону перевищує стандарти якості повітря.
«На практиці наше дослідження показує, що від 5 до 13 мільйонів людей додатково будуть піддані впливу небезпечно високих рівнів озону у 2050 році», — говорить Іст.
«Зараз уряд штату та федеральний уряд намагаються контролювати рівень озону шляхом зменшення викидів забруднювачів повітря», — каже Гарсіа Менендес. «Ця робота свідчить про те, що поточні зусилля зі скорочення викидів можуть бути менш ефективними для досягнення стандартів озону в багатьох частинах країни, особливо в тих, де вже важко відповідати стандартам якості повітря».
«Ця робота важлива з двох причин, — каже Іст. «По-перше, це сприяє нашому розумінню того, як зміна клімату вплине на якість повітря на рівні землі і, як наслідок, на здоров’я людини. Серед іншого, це сприяє тому, як ми оцінюємо аналіз витрат і вигод кліматичних норм і пов’язаних технологій.
«По-друге, уточнюючи спектр впливу клімату на озон, ми надаємо важливу інформацію, яка може обґрунтувати політичні рішення, наприклад поточний перегляд EPA стандарту якості повітря для озону».