science >> Wetenschap >  >> Natuur

De klodder abnormale omstandigheden verhoogde de ozonniveaus in de westerse VS

Onderzoekers gebruiken de skiliften om apparatuur te dragen om lucht op de top te proeven. Een radonsensor reist naar de top van Mount Bachelor. Credit:Dan Jaffe/Universiteit van Washington Bothell

Een ongewoon warm stuk zeewater voor de westkust eind 2014 en 2015, bijgenaamd "de klodder, " had trapsgewijze effecten langs de kust. De invloedssfeer was gericht op het mariene milieu, maar strekte zich uit tot het weer op het land.

Een studie van de Universiteit van Washington Bothell toont nu aan dat dit sterke offshorepatroon ook de luchtkwaliteit beïnvloedde. Het klimaatpatroon verhoogde de ozonniveaus boven Washington, Oregon, westelijk Utah en noordelijk Californië, volgens een studie gepubliceerd op 15 februari in Geofysische onderzoeksbrieven , een tijdschrift van de American Geophysical Union.

"Washington en Oregon waren echt de roos voor het hele ding, vanwege de ligging van de wind, " zei hoofdauteur Dan Jaffe, een professor in atmosferische wetenschappen aan de Universiteit van Washington Bothell. "Salt Lake City en Sacramento stonden aan de rand van dit evenement, maar omdat hun ozon doorgaans hoger is, die steden voelden enkele van de meer acute effecten."

De andere auteur is Lei Zhang, een postdoctoraal onderzoeker aan UW Bothell.

Uit de studie blijkt dat aardse effecten van "de klodder" - warme temperaturen, lage bewolking en rustiger lucht - waren de perfecte ingrediënten om ozon te produceren. Het ozonniveau in juni 2015 was tussen de 3 en 13 delen per miljard hoger dan het gemiddelde in het noordwesten van de Verenigde Staten. Het patroon duwde de concentraties in Salt Lake City en Sacramento boven de federaal toegestane limieten.

Ozon is een onzichtbaar bestanddeel van smog dat een secundaire verontreinigende stof is die wordt gevormd door een kettingreactie. auto's, fabrieken en andere bronnen stoten vervuiling uit in de atmosfeer. Zonnestralen zorgen vervolgens voor de vonk voor chemische reacties die de drie gekoppelde zuurstofatomen van ozon produceren. Dit molecuul is gevaarlijk voor de menselijke gezondheid en is onderworpen aan federale regelgeving.

Co-auteur Lei Zhang draagt ​​een harnas om toegang te krijgen tot apparatuur op het Mount Bachelor Observatory in september 2015. Credit:Pao Baylon/University of Washington Bothell

Jaffe's onderzoeksgroep meet sinds 2004 ozon bovenop Mount Bachelor in centraal Oregon om de bronnen van ozon en andere verontreinigende stoffen uit elkaar te halen. zoals bosbranden, transport van vervuiling vanuit het buitenland en binnenlandse vervuiling vanuit de Verenigde Staten. In juni 2015 leden merkten een piek in ozon boven alle eerdere metingen.

"In het begin hadden we zoiets van 'Ho, misschien hebben we een fout gemaakt.' We hebben naar onze sensoren gekeken om te zien of we een fout hebben gemaakt in de kalibratie. Maar we konden geen fouten vinden, "Zei Jaffe. "Toen keek ik naar andere ozongegevens van rond de Pacific Northwest, en iedereen was high dat jaar."

Jaffe's metingen zijn afkomstig van het Mount Bachelor Observatory van de Universiteit van Washington in het centrum van Oregon. Leden van zijn groep gebruiken de liften van de skiheuvel voor transport en elektrische energie om het hele jaar door metingen op de 9, 000 voet piek. Lucht wordt met vacuümpompen in een ruimte gezogen om te worden bemonsterd door een verscheidenheid aan instrumenten in het lifthuis van de top.

De ozonniveaus van juni 2015 bij het observatorium waren 12 delen per miljard hoger dan het gemiddelde van eerdere waarnemingen voor die tijd. Jaffe ontdekte dat luchtkwaliteitsmanagers in Sacramento en Salt Lake City verschillende keren achtuurgemiddelden hadden geregistreerd boven de limiet van 70 deeltjes per miljard die was vastgesteld door de federale Environmental Protection Agency.

"Dit was een zeer wijdverbreid fenomeen dat helemaal naar Californië ging, Jaffe zei. "Managers zagen dat de luchtkwaliteit op vele dagen de luchtkwaliteitsnormen overtrad, en ze wisten niet waarom."

De nieuwe studie analyseert klimaatgegevens op grotere schaal om aan te tonen dat de gebieden die hoger dan normaal ozon registreerden dezelfde regio's waren met hoge temperaturen, zwakke wind en laag bewolking.

Top) De ozonmeting van juni 2015 op de top van Mount Bachelor (rode stip) was significant hoger dan alle voorgaande metingen. Midden) Verschillen met gemiddelde ozonniveaus in juni 2015, toen "de klodder" ongebruikelijke omstandigheden creëerde langs de westkust. De ster toont de locatie van Mount Bachelor Observatory. Onder) Typische ozonconcentratie in juni in de VS. Credit:Dan Jaffe/Universiteit van Washington Bothell

"Uiteindelijk, het linkt allemaal terug naar de blob, wat de meest ongewone meteorologische gebeurtenis was die we in decennia hebben gehad, "Zei Jaffe. "De temperaturen waren hoog, en het was veel minder bewolkt dan normaal, die beide leiden tot ozonproductie. En vanwege dat hogedruksysteem voor de kust, de wind was veel lager dan normaal. Winden blazen vervuiling weg, maar als ze niet blazen, je krijgt stagnatie en de vervuiling is hoger."

De paper vindt ook een effect van hogere biogene emissies, de geuremissies van bomen en planten die natuurlijke ozonproducerende deeltjes bevatten.

Het onderzoek richt zich op juni 2015 omdat het natuurbrandseizoen in juli begon en de omstandigheden in de latere zomer domineerde. Jaffe's groep onderzoekt dat effect in een apart project.

Hoewel algemeen wordt aangenomen dat warmere temperaturen de ozonproductie zullen bevorderen, Jaffe zei, deze studie suggereert dat klimaatpatronen op grotere schaal ook een rol spelen in de luchtkwaliteit en de menselijke gezondheid.

"Onze milieuwetten moeten worden geschreven met het besef dat er van jaar tot jaar veel variabiliteit is, en met inzicht in het langetermijnpad van waar we naartoe gaan onder klimaatverandering, "Jaffe zei. "Dit werk helpt ons het verband tussen klimaatvariabiliteit en luchtkwaliteit te begrijpen, en het kan ons een idee geven van wat we kunnen verwachten als onze planeet blijft opwarmen."