Forskere løser luftkvalitetspuslespillet:Hvorfor dvæler ozon længe efter forbuddet?

når højt i atmosfæren, ozon beskytter Jorden mod skadelig solstråling - men ozon ved jordoverfladen er en betydelig forurening. Udsættelse for høje koncentrationer af jordnær ozon forværrer luftvejssygdomme, forværrer således de negative sundhedsvirkninger af varme og bidrager til de katastrofale følger af de seneste hedebølger og tørke i Europa.

I Europa, trods love, der begrænser forurening fra biler, lastbiler og fabrikker, der er kun sket en lille forbedring i ozonluftkvaliteten. Et internationalt hold ledet af atmosfærisk videnskabsmand Meiyun Lin fandt den overraskende kæde af årsager:Da globale klimaændringer fører til mere varmt og tørt vejr, de resulterende tørker stresser planter, gør dem mindre i stand til at fjerne ozon fra luften.

Med varme og tørre somre forventes at blive hyppigere i løbet af de kommende årtier, dette har betydelige konsekvenser for europæiske politiske beslutningstagere, bemærkede Lin, en forsker i atmosfæriske og oceaniske videnskaber og Cooperative Institute for Modeling the Earth System ved Princeton University.

I en ny undersøgelse offentliggjort i dag i Naturens klimaforandringer , Lin og hendes kolleger demonstrerede, at vegetationsfeedback under tørke forværrer de mest alvorlige ozonforureningsepisoder.

"Vi viser, at faldende ozonfjernelse fra vandstresset vegetation som reaktion på klimaopvarmning kan forklare de langsomme fremskridt i retning af at forbedre ozonluftkvaliteten i Europa, " sagde hun. "Under tørkestress, planter er mindre effektive til fjernelse af ozon via stomata - små porer i vegetationens blade, der er ansvarlige for at kontrollere kuldioxidtransporten til fotosyntese og vanddamptab."

Sådanne land-biosfære-feedbacks er ofte blevet overset i tidligere luftkvalitetsfremskrivninger. Denne undersøgelse kvantificerede disse vegetationsfeedbacks ved hjælp af seks årtiers observationer og nye jordsystemmodelsimuleringer udviklet ved Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, en afdeling af U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration placeret på Princetons Forrestal campus.

Lin og hendes kolleger fandt ud af, at alvorlig tørkestress kan forårsage så meget som 70 % reduktion i skovenes ozonfjernelse. "At tage højde for reduceret ozonfjernelse som følge af tørkestresset vegetation fører til en tredobling af hændelser med højt ozonindhold - over 80 ppm, " sagde Lin. Det er betydeligt værre end EU's ozonmål:60 ppm, må ikke overskrides mere end 25 dage om året. Til reference, den amerikanske standard er 70 dele pr. må ikke overskrides mere end 4 dage om året.

Den Europæiske Union har etableret en omfattende lovgivning for at reducere regionale emissioner af smogdannende kemikalier fra medlemslande, men på trods af 45 % til 70 % reduktion af smogdannende kemikalier over en 40-årig periode, sommertidens ozonniveauer målt i Europa steg faktisk, især i 1980'erne og 90'erne.

Baseret på deres resultater, Lin sagde, regeringer vil have brug for endnu stærkere emissionskontrol for at sænke ozon-luftforurening.

Mens denne undersøgelse fokuserede på Europa, deres resultater har brede implikationer. Væsentlige reduktioner i ozonfjernelse fra vegetation blev også observeret under Nordamerikas historiske hedebølge og tørke i sommeren 2012, ifølge en tidligere undersøgelse af Lin.

I løbet af de kommende årtier, når klimaet bliver varmere, det bliver stadig vigtigere at tage højde for vegetationsfeedback for at bestemme virkningerne af ekstreme forureningshændelser, hun sagde.

"Vegetationstilbagemeldinger under tørke forværrer ekstreme ozon-luftforurening i Europa, " af Meiyun Lin, Larry W. Horowitz, Yuanyu Xie, Fabien Paulot, Sergey Malyshev, Elena Shevliakova, Angelo Finco, Giacomo Gerosa, Dagmar Kubistin og Kim Pilegaard, vises i den 20. april, 2020 udgave af Naturens klimaforandringer .