Дышите спокойно: за последние несколько десятилетий концентрация озона в воздухе на большей части территории страны снизилась.
Но не так просто.
Политики и новые технологии сократили выбросы газов-предшественников, которые приводят к загрязнению воздуха озоном, но, несмотря на эти улучшения, количество озона, поглощаемого растениями, не соответствует той же тенденции, согласно исследователям из Университета штата Флорида. Их выводы опубликованы в журнале Elementa: Science of the Anthropocene.
«Прошлые исследования повреждения растений от озона были чрезмерно оптимистичными в отношении того, что улучшение качества воздуха с озоном означает для здоровья растительности», - сказал Кристофер Холмс, Вернер А.и Ширли Б. Баум, доцент кафедры метеорологии Департамента наук о Земле, океане и атмосфере.
Озон - это газ, состоящий из трех молекул кислорода. В верхних слоях атмосферы он полезен для жизни на Земле, потому что не дает слишком большому количеству ультрафиолетового излучения достичь поверхности планеты. Но когда он находится на уровне земли, озон является загрязнителем, который может повредить легкие. Он также токсичен для растений, а нынешние уровни загрязнителя снизили мировые урожаи зерна на 15 процентов, что привело к глобальным потерям сои, пшеницы, риса и кукурузы на сумму от 10 до 25 миллиардов долларов в год.
Падение уровня загрязнения озоном является хорошей новостью для здоровья человека, но исследователи бывшего Советского Союза хотели знать, получают ли растения пользу. Чтобы ответить на этот вопрос, Эллисон Ронан, бывший аспирант, и Джейсон Дакер, исследователь с докторской степенью в бывшем СССР, вместе с Холмсом и другим исследователем отслеживали количество озона, всасываемого растениями через поры их листьев в течение 10 лет в течение более 30 лет. тестовые площадки. Они сравнили эти тенденции с измерениями атмосферного озона.
Как они и ожидали, концентрация озона в воздухе снизилась на большинстве исследовательских участков, но, что удивительно, поглощение озона растениями на участках не обязательно уменьшилось одновременно. На самом деле, на многих участках концентрация атмосферного озона снизилась, а поглощение озона растениями увеличилось.
Различные тенденции возникают из-за того, что растения могут открывать и закрывать поры устьиц на своих листьях в зависимости от погоды, особенно света, температуры, влажности, засухи и других условий окружающей среды. Если устьица закрываются, растения перестают поглощать озон независимо от его концентрации в окружающем воздухе. Это означает, что поглощение озона листьями не совсем соответствует количеству озона в воздухе. Ученые бывшего Советского Союза обнаружили, что эти факторы окружающей среды больше влияют на дозу озона, которую получают растения, чем количество озона в атмосфере.
"Мы знаем, что погода и условия выращивания сильно меняются из года в год, и что изменчивость погоды оказывается более важной для определения тенденций и изменчивости поглощения озона растениями, чем концентрация в окружающем воздухе. ", - сказал Холмс.«Со снижением концентрации озона мы движемся в правильном направлении, но польза для сельскохозяйственных культур и растительности может быть не очевидна до тех пор, пока улучшение качества воздуха не продлится дольше».
Команда бывшего Советского Союза определила различные тенденции, используя набор данных, разработанный исследовательской группой Холмса. Набор данных, названный SynFlux, объединяет измерения сетей качества воздуха с данными с полевых участков, которые отслеживают потоки энергии между растительностью и атмосферой. Это позволило группе изучить тенденции поглощения озона на гораздо большем количестве объектов, чем это было возможно ранее.
В будущих исследованиях повреждения растений и сопутствующих экономических потерь необходимо не полагаться в первую очередь на измерения концентрации озона в атмосфере, а вместо этого рассматривать поглощение озона, заявили исследователи.
«С набором данных SynFlux, который мы разработали, у нас теперь есть информация, чтобы сделать это в больших масштабах на многих площадках на разных континентах», - сказал Холмс.«С помощью этого инструмента мы только поверхностно изучаем то, что мы можем узнать о воздействии загрязнения воздуха на растительность».
Джордан Л. Шнелл из Северо-Западного университета внес свой вклад в это исследование. Эта работа была поддержана Фондом Винчестера в Университете штата Флорида, НАСА и Национальным научным фондом.