Повышение температуры из-за изменения климата изменит климатические условия, что приведет к ухудшению качества воздуха за счет увеличения количества дней с высокой концентрацией озона, говорится в новой журнальной статье исследователей о качестве воздуха во всем Среднеатлантическом регионе. в Колледже Земли, океана и окружающей среды Университета Делавэра (CEOE).
Кристина Арчер возглавила команду CEOE, члены которой собрали почти 50-летний опыт мониторинга воздуха и климатических моделей Департамента природных ресурсов и контроля окружающей среды штата Делавэр (DNREC) для анализа климатических тенденций. Они обнаружили, что повышение температуры увеличивает количество дней в году, когда уровень озона в нижних слоях атмосферы Земли становится опасным.
Арчер сказала, что DNREC, который финансировал ее исследование, обеспокоен уровнями приземного озона по двум основным причинам: воздействие на здоровье человека и соблюдение федеральных и государственных норм, ограничивающих высокие концентрации озона.
«Озон оказывает большое негативное воздействие на здоровье, особенно на сердечно-легочную и дыхательную системы», - сказал Арчер. «Особенно плохо, если у вас уже есть респираторное заболевание, например, астма или инфекция. В Делавэре мы едва достигаем или немного не достигаем (правил по озону). Когда мы не достигаем, Агентство по охране окружающей среды должно действовать. Это актуально. Вот почему нам нужно знать, что сейчас есть проблема, чтобы мы могли ее решить».
Исследование под названием «Глобальное потепление усугубит загрязнение озоном в Средней Атлантике США» было недавно опубликовано в Журнале прикладной метеорологии и климатологии.
Арчер является профессором CEOE с совместным назначением программы «Физические науки и инженерия океана» (POSE) Школы морских наук и политики и Департамента географии. Соавторами в исследовании и написании были Сара Раушер, адъюнкт-профессор кафедры географии, и Джозеф Броди, бывший аспирант и научный сотрудник CEOE, который в настоящее время является директором по атмосферным исследованиям в Центре лидерства в наблюдениях за океаном Университета Рутгерса.
Озон в верхних слоях атмосферы полезен для блокировки вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей солнца. Однако озон ближе к поверхности Земли - объекту исследования - может привести к легочным осложнениям у населения. Приземный озон может вызвать кашель, раздражение горла и грудной клетки, обострение астмы, воспаление клеток легких, обострение хронических заболеваний легких, а озон даже снижает способность иммунной системы бороться с болезнями. В дни, когда уровень озона достаточно высок, длительное воздействие может даже привести к необратимому повреждению легких. Озон регулируется Агентством по охране окружающей среды как загрязнитель из-за опасной природы озона.
Приземный озон образуется в результате фотохимических реакций между оксидами азота (NOx) и летучими органическими соединениями (ЛОС). Интенсивные ультрафиолетовые лучи солнца являются катализатором реакций между выбросами NOx и летучими органическими соединениями. Выбросы NOx происходят, когда автомобили или электростанции сжигают ископаемые виды топлива, такие как уголь и бензин. ЛОС также созданы человеком и поступают из различных источников, включая автомобили и бензиновые двигатели, краски, инсектициды, чистящие средства, промышленные растворители и химическое производство.
По словам Арчера, ограничить содержание озона сложно, поскольку он является вторичным загрязнителем.
«Есть первичные загрязнители, которые выбрасываются в атмосферу, и есть вторичные загрязнители, которые образуются в воздухе», - сказал Арчер. «Озон является одним из этих [вторичных загрязнителей]. Вы не можете подойти к дымовой трубе и измерить выход озона. Вы получите прекурсоры или другие соединения, которые его образуют, но не сам озон».
Большую часть времени приземный озон не является проблемой для Делавэра. Как указано в статье Арчера, в 1980-х годах среднее количество дней с высоким содержанием озона в Делавэре составляло около 75, тогда как к 2015 году оно сократилось до 20, уменьшаясь примерно на два дня каждый год из-за более строгих правил качества воздуха.
Однако группа исследователей обнаружила, что повышение температуры из-за изменения климата угрожает обратить вспять снижение загрязнения приземным озоном и увеличить количество дней, когда уровень приземного озона становится опасным.
Условия, приводящие к дням с высоким содержанием озона, типичны для жарких летних дней.
По мере повышения глобальной температуры лето будет становиться все жарче, что приведет к большему количеству дней с высокой концентрацией озона. Арчер также заявил, что осенью и весной может происходить больше дней с высоким содержанием озона, поскольку повышение глобальной температуры сделает эти сезоны в среднем более теплыми. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, глобальные температуры повысились на один градус Цельсия по состоянию на 2019 год и повысятся еще на один градус Цельсия к концу 21 века. Арчер также сказал, что дни с высоким содержанием озона сами по себе могут стать более интенсивными из-за повышения концентрации озона.
Увеличение количества и интенсивности дней с высоким содержанием озона вызывает беспокойство, поскольку неблагоприятные последствия для здоровья сказываются на всех, кто проводит достаточно времени на открытом воздухе, включая детей и людей, которые занимаются спортом на открытом воздухе. Летом все больше людей чаще выходят на улицу, что потенциально увеличивает воздействие опасного уровня приземного озона на человека.
В статье Арчер сказал, что подход «обычного ведения бизнеса» неизбежно приведет к опасному увеличению числа дней с высоким содержанием озона. Арчер сказал, что стране нужны более строгие правила, если она хочет ограничить количество дней с высоким содержанием озона.