Míg az ózon védő szerepet játszik a sztratoszférában azáltal, hogy megvédi a Földet a káros ultraibolya sugárzástól, a troposzférában káros szennyezőanyag. A talajközeli ózon magas koncentrációjának való kitettség irritálhatja a tüdőt, súlyosbíthatja a légzőszervi betegségeket, például az asztmát, és károsíthatja a növényzetet és a terményeket. A probléma tovább súlyosbodik hőhullámok idején, amikor a magasabb hőmérséklet és a megnövekedett napfény kedvez az ózonképződésnek.
A felszíni ózon komplex fotokémiai reakciók révén keletkezik olyan szennyezőanyagokból, mint az illékony szerves vegyületek, a nitrogén-oxidok vagy a szén-monoxid, magas hőmérsékleten és napfény jelenlétében. Az erdőtüzek nagy mennyiségű ilyen prekurzor gázt bocsátanak ki, amelyek több száz vagy akár több ezer kilométert is megtehetnek, mielőtt ózonná válnak. Ez különösen megnehezíti az ózonszennyezés ellenőrzését, mivel az nem korlátozódik a kibocsátások közvetlen környezetére. Ebben az összefüggésben a Copernicus Légkör-megfigyelő Szolgálat (CAMS) kulcsszerepet játszik. Globális légköri összetétel-rendszere biztosítja az ózon és prekurzorainak folyamatos monitorozását, lehetővé téve a tudósok és a politikai döntéshozók számára, hogy nyomon kövessék a szennyezés határokon átnyúló terjedését és alakulását. Az olyan tanulmányok támogatásával, mint amely a Science folyóiratban most jelent meg, a CAMS hozzájárul annak jobb megértéséhez, hogy a nagyléptékű jelenségek, mint például az erdőtüzek, hogyan befolyásolják a levegőminőséget és a közegészséget.
A friss tanulmány azt tárja fel, hogy az erdőtüzek füstje hogyan járult hozzá a talajközeli ózon szintjének növekedéséhez egy olyan időszakban, amikor folyamatos erőfeszítések zajlottak e káros szennyezőanyag megfékezésére. A „Tüzek visszafordítják az ózonnal kapcsolatos levegőminőségi előírások felé tett előrehaladást az Egyesült Államokban” című kutatást Weizhi Deng, az Iowai Egyetem munkatársa vezette, de Laurence Rouil, a CAMS igazgatója is hozzájárult CAMS-adatok felhasználásával és értelmezésével.
A tanulmány
A tudományos kutatás célja tehát az volt, hogy megvizsgálja az erdőtüzek hatását az ózonszintekre az Egyesült Államok kontinentális területén. Konklúziója az lett, hogy az erdőtüzek visszafordíthatják a talajközeli ózonkoncentráció csökkentésében évtizedek alatt elért eredményeket.
Az O3-szennyezettségi előírások betartásának és csökkentésének kihívásai a növekvő tűzhatások közepette. Forrás: https://doi.org/10.1126/science.aed3197
Az olyan szabályozások bevezetésének hatására, mint például az Egyesült Államoknak az 1970-es években megalkotott Tiszta Levegő Törvénye, az ózonprekurzorok – beleértve a nitrogén-oxidokat is – kibocsátása jelentősen csökkent. Ennek eredményeként az ózonszint országosan mintegy 11%-kal csökkent 2003 és 2015 között. Ez a tendencia azonban az elmúlt évtizedben megfordult. A 2015 óta tartó nagymértékű erdőtüzek semlegesítették a kibocsátás-szabályozás révén elért eredményeket, hozzájárulva a levegőminőség romlásához és az egészségügyi kockázatok növekedéséhez. Az eredmények azt mutatják, hogy az erdőtüzek okozta ózonszennyezés az ózonnak való kitettséggel összefüggő korai halálesetek jelentős növekedéséhez vezetett, 2013 óta évente több mint 300 halálesettel. Ez kiemeli az erdőtüzek növekvő szerepét, mint a légszennyezés egyik fő mozgatórugójáét, még akkor is, ha a közlekedésből, az iparból és az energiatermelésből származó antropogén kibocsátások csökkennek.
A tanulmány kiemeli, hogy az erdőtüzek nemcsak helyi veszélyt jelentenek, hanem regionális, sőt kontinentális levegőminőségi problémát is, mivel a füstfelhők növelik a szálló por szintjét és hozzájárulnak az ózonkoncentrációhoz. Ahogy az éghajlatváltozás tovább fokozza a tűzszezonokat, várhatóan növekedni fog a légköri összetételre gyakorolt hatásuk. Ez új kihívásokat jelent a levegőminőségi előírások betartását célzó politikai döntéshozók számára, mivel a tüzekből származó természetes kibocsátások egyre inkább ellensúlyozzák az ember okozta szennyezés csökkenését.
CAMS adatok
A hosszú távú trendek jobb megértése érdekében a kutatók az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynökségének földi megfigyeléseit kombinálták a CAMS által biztosított műholdas, időjárási információkkal és globális légköri modellezéssel. Fejlett technikák, többek között mélytanulási (deep learning) algoritmusokon alapuló mesterséges intelligencia alkalmazásával a kutatás nagy felbontású adathalmazt hozott létre az Egyesült Államok kontinentális részének napi felszíni ózonkoncentrációiról 2003 és 2024 között. Ez a megközelítés, beleértve a CAMS adatokat is, segített betölteni a megfigyelési lefedettség hiányosságait, és tisztább országos képet adott az ózonszennyezésről, függetlenül az erdőtüzek kibocsátásától, annak érdekében, hogy megértsük az erdőtüzek kibocsátásának hatását.
Az eredmények azt mutatják, hogy az ózontrendek megfordulása egybeesik az erdőtüzek aktivitásának növekedésével, különösen Észak-Amerika nyugati részén. Például a 2023-as kanadai szélsőséges erdőtüzek szezonja nagy mennyiségű füstöt szállított nagy távolságokra, ami az Egyesült Államok kiterjedt részén befolyásolta a levegő minőségét. A tanulmány szerint az erdőtüzek kibocsátása további 43 millió embert tett ki a levegőminőségi előírásokat meghaladó ózonszintnek 2023-ban.
Összességében a kutatás emlékeztet arra, hogy a levegőminőség javulása nem garantált, különösen a talajközeli ózon esetében.
Eredeti CAMS cikk:
Tanulmány: