Stijgende temperaturen als gevolg van klimaatverandering zullen de klimatologische omstandigheden verschuiven, resulterend in een slechtere luchtkwaliteit door verhoging van het aantal dagen met hoge ozonconcentraties, volgens een nieuw tijdschriftartikel over luchtkwaliteit in de Mid-Atlantische regio van onderzoekers van het University of Delaware's College of Earth, Oceaan en Milieu (CEOE).

Cristina Archer leidde een team van CEOE terwijl de leden bijna 50 jaar aan gegevens verzamelden van het Delaware Department of Natural Resources and Environmental Control (DNREC) luchtmonitoring en klimaatmodellen om klimaattrends te analyseren. Ze ontdekten dat stijgende temperaturen het aantal dagen in een jaar zullen verhogen waarop de ozonniveaus in de lagere atmosfeer van de aarde gevaarlijk worden.

Archer zei DNREC, die haar studie financierde, maakt zich om twee hoofdredenen zorgen over de ozonconcentraties in de buurt van de grond:de gevolgen voor de menselijke gezondheid en de naleving van federale en staatsvoorschriften die hoge ozonconcentraties beperken.

"Ozon heeft grote negatieve gevolgen voor de gezondheid, vooral van invloed op de cardiopulmonale en respiratoire systemen, "Zei Archer. "Het is vooral erg als je al een luchtwegaandoening hebt, astma, bijvoorbeeld, of een infectie. in Delaware, we zijn nauwelijks of nauwelijks in het bereiken (van ozonregelgeving). Wanneer we niet in bereik zijn, de Environmental Protection Agency moet optreden. Dat is de relevantie. Daarom moeten we nu weten dat er een probleem is, zodat we er iets aan kunnen doen."

De studie, getiteld "Global Warming zal de ozonvervuiling in het midden van de Atlantische Oceaan in de VS verergeren, " werd onlangs gepubliceerd in de Tijdschrift voor Toegepaste Meteorologie en Klimatologie .

Archer is een professor in CEOE met een gezamenlijke aanstelling tussen het Physical Ocean Science and Engineering (POSE)-programma van de School of Marine Science and Policy en het Department of Geography. Medewerkers in het onderzoek en het schrijven waren Sara Rauscher, een universitair hoofddocent bij de afdeling Geografie, en Joseph Brodie, een voormalig afgestudeerde student en postdoctoraal onderzoeker bij CEOE die momenteel directeur is van atmosferisch onderzoek aan het Rutgers University Center for Ocean Observing Leadership.

Ozon in de bovenste atmosfeer is gunstig voor het blokkeren van schadelijke ultraviolette (UV) stralen van de zon. Echter, ozon dichter bij het aardoppervlak - de focus van het onderzoek - kan leiden tot longcomplicaties bij de bevolking. Nabijgrondse ozon kan leiden tot hoesten, irritatie van de keel en borst, verergering van astma, ontsteking van longcellen, verergering van chronische longziekten, en ozon vermindert zelfs het ziektebestrijdende vermogen van het immuunsysteem. Op dagen dat het ozongehalte hoog genoeg is, langdurige blootstelling kan zelfs leiden tot blijvende longschade. Ozon wordt gereguleerd als een verontreinigende stof door de EPA vanwege de gevaarlijke aard van ozon.

Nabijgrondse ozon wordt gevormd als gevolg van fotochemische reacties tussen stikstofoxiden (NOx) en vluchtige organische stoffen (VOS). Intense UV-stralen van de zon zijn de katalysator voor de reacties tussen NOx-emissies en de VOS. NOx-emissies treden op wanneer auto's of elektriciteitscentrales fossiele brandstoffen zoals kolen en benzine verbranden. VOS zijn ook door de mens gemaakt en zijn afkomstig van verschillende bronnen, inclusief auto's en benzinemotoren, verven, insecticiden, schoonmakers, industriële oplosmiddelen, en chemische fabricage.

Volgens Archer, het beperken van ozon is moeilijk omdat het een secundaire verontreinigende stof is.

"Er zijn primaire verontreinigende stoffen die worden uitgestoten en er zijn secundaire verontreinigende stoffen die zich in de lucht vormen, " zei Archer. "Ozon is een van deze [secundaire verontreinigende stoffen]. Je kunt niet naar een schoorsteen gaan en de ozon meten die eruit komt. Je krijgt voorlopers of andere verbindingen die het vormen, maar nooit ozon zelf."

Meestal, ozon in de buurt van de grond is geen probleem voor Delaware. Zoals uiteengezet in het artikel van Archer, in de jaren tachtig was het gemiddelde aantal dagen met hoge ozon in Delaware ongeveer 75, overwegende dat dit in 2015 minder dan 20 was, elk jaar met ongeveer twee dagen afnemen als gevolg van strengere luchtkwaliteitsvoorschriften.

Echter, het team van onderzoekers ontdekte dat stijgende temperaturen als gevolg van klimaatverandering de afname van ozonvervuiling in de buurt van de grond dreigen te keren en het aantal dagen verhogen waarop de ozonniveaus aan het oppervlak gevaarlijk worden.

Omstandigheden die leiden tot dagen met een hoog ozongehalte zijn typerend voor warme zomerdagen.

Naarmate de mondiale temperatuur stijgt, de zomers zullen heter worden en leiden tot meer dagen met hoge ozonconcentraties. Archer verklaarde ook dat er tijdens de herfst en de lente meer dagen met een hoog ozongehalte zouden kunnen voorkomen, aangezien stijgende mondiale temperaturen die seizoenen gemiddeld warmer zullen maken. Volgens het Intergouvernementeel Panel voor Klimaatverandering, de mondiale temperaturen zijn vanaf 2019 met één graad Celsius gestegen en zullen tegen het einde van de 21e eeuw met nog eens één graad Celsius stijgen. Archer zei ook dat dagen met een hoog ozongehalte zelf intenser kunnen worden door verhoogde ozonconcentraties.

De toename van het aantal en de intensiteit van dagen met een hoog ozongehalte is verontrustend omdat de nadelige gezondheidseffecten gevolgen hebben voor iedereen die veel buiten is, inclusief kinderen en mensen die buiten sporten. In de zomer gaan meer mensen vaker naar buiten, mogelijk toenemende blootstelling van de mens aan gevaarlijke niveaus van ozon in de buurt van de grond.

In het artikel, Archer zei dat een "business as usual"-benadering onvermijdelijk zal leiden tot een gevaarlijke toename van dagen met een hoog ozongehalte. Archer zei dat het land strengere regels nodig heeft om het aantal dagen met een hoog ozongehalte te beperken.