Je hebt misschien de opvallende voor-en-na-foto's gezien:steden die voorheen bedekt waren door een dichte mist van luchtvervuiling, nu met een heldere hemel, aangezien COVID-19-thuisbestellingen het autoverkeer en de industrie tot stilstand brengen.

Maar de kwestie van verbeterde luchtkwaliteit is niet zo eenvoudig als de foto's doen vermoeden, zegt Paul Wennberg van Caltech, de R. Stanton Avery hoogleraar Atmosferische Chemie en Milieuwetenschappen en Engineering. Wenberg, een atmosferische chemicus en milieugeochemicus, bestudeert de invloed van menselijke activiteit op de mondiale atmosfeer.

We spraken met Wennberg via Zoom om zijn mening te krijgen over wat we kunnen leren door de impact van COVID-19 op luchtvervuiling te observeren, en waarom we in de omgeving van Los Angeles niet dezelfde dramatische effecten zien die elders in de wereld zijn waargenomen.

Kunt u de effecten op het milieu beschrijven die zijn toegeschreven aan de COVID-19-thuisbestellingen?

Het hangt er echt van af waar je bent. We hebben substantiële dalingen gezien in de luchtvervuilingsniveaus zoals aangegeven door stikstofdioxide (NO2) niveaus, eerst in China en daarna in Europa en Noord-Amerika. Maar er is veel nuance in hoe je die waarnemingen interpreteert, omdat ze erg gevoelig zijn voor zaken als het weer.

Bijvoorbeeld, Los Angeles kende een zeer regenachtige periode na de start van de thuisblijvers, en de regen helpt de lucht te zuiveren door veel van de oplosbare verontreinigende stoffen zoals aerosolen en deeltjes te verwijderen. Koppelingen tussen emissiereductie en verbetering van de luchtkwaliteit zijn in plaatsen als India en China veel gemakkelijker te maken dan in een plaats als Los Angeles.

Waarom is dat?

Mensen beseffen het soms niet, maar in Los Angeles wordt gedacht dat auto's slechts een klein deel van de luchtvervuiling bijdragen. Vergeleken met de afgelopen decennia, auto's zijn ongelooflijk schoon geworden. We verwachten dat de vermindering van het autoverkeer de uitstoot van belangrijke verontreinigende stoffen met misschien 10 procent heeft verminderd, wat substantieel is, maar over het algemeen vrij klein. Tegenwoordig, De uitstoot van NOx [stikstofoxide] in Los Angeles is voornamelijk afkomstig van vrachtwagens en andere dieselmotoren. Als je nu gewoon de snelweg op gaat, je zult zien dat er nog genoeg vrachtwagens zijn.

Hoe zit het elders in de wereld?

Op andere plaatsen, het verband tussen de vermindering van het verkeer in verband met COVID-19 en een vermindering van de luchtverontreiniging is gemakkelijker vast te stellen. In Europa, er zijn veel meer dieselauto's, die veel NOx uitstoten. Door ze van de weg te halen, is de impact veel merkbaarder geworden.

In India, er is een aanzienlijke vermindering van de elektriciteitsvraag geweest - een daling van 26 procent in slechts 10 dagen - dus ze zetten kolencentrales uit, wat ook leidt tot schonere lucht. Je kunt dat vergelijken met Californië, waar het elektriciteitsverbruik laag is, maar niet zo veel. We zijn misschien 5 tot 10 procent gedaald. We zijn hier allemaal thuis, maar we zijn nog steeds online, onze computers gebruiken. Veel van de activiteiten die elektriciteit vereisen, zijn gewoon niet veranderd zoals ze zouden zijn in een plaats als India of China, waar de maakindustrie zo dominant is.

Zullen wereldwijde weerpatronen uiteindelijk een homogeniserend effect hebben, overal schonere lucht veroorzaken?

Tot op zekere hoogte. We verwachten dat de achtergrondniveaus van ozon in de atmosfeer op een meer globale manier afnemen, wat een goede zaak is. Maar veel fijnstof reist niet ver, dus de reactie van de omgeving hierop zal nog steeds behoorlijk gelokaliseerd zijn.

Welke impact hebben de veranderingen in de luchtkwaliteit op de wolkenvorming?

Twee aspecten hiervan worden gevolgd. We zijn geïnteresseerd in het kwantificeren van de rol van vliegtuigen bij het produceren van cirruswolken op grote hoogte, die te vinden is boven 16, 500 voet en verwarm de aarde. Studies gedaan na 9/11 probeerden dat vast te stellen door gebruik te maken van het gebrek aan vliegtuigen in die week na de aanval. en deze studies suggereerden dat het ontstaan ​​van cirruswolken misschien wel de helft van de totale klimaatimpact van de luchtvaart uitmaakt, warmte vasthouden en bijdragen aan de opwarming van de aarde.

Nu het aantal vluchten wereldwijd van eind februari tot eind maart met ongeveer tweederde is afgenomen, we zien het effect van 9/11 op wereldschaal. Dit zal veel gemakkelijker te interpreteren zijn omdat het lange tijd aanhoudt, en omdat het per regio verschilt. Voor het grootste gedeelte, vliegreizen in China eerst afgenomen, en dan in Europa, en dan in de Verenigde Staten. Vermoedelijk zal de terugkeer naar de luchtvaart ook heterogeen zijn, waardoor men kan proberen de lokale effecten te ontwarren van de effecten van de vliegtuigen zelf.

We zijn ook geïnteresseerd in wolken op lage hoogte, die voorkomen onder de 6, 500 voet. Elke wolk druppel heeft, in de kern, een deeltje dat al in de atmosfeer bestond, er is dus gesuggereerd dat aërosolvervuiling heeft geleid tot veranderingen in bewolking, en dat dit een belangrijk onderdeel is geweest van klimaatforcering. Wolken kunnen warmte vasthouden, de aarde opwarmen. De vermindering van aërosolvervuiling in verband met de COVID-19-situatie zou een zeer, zeer nuttige test van die theorieën die moeilijk op andere manieren te evalueren zijn, omdat zowel het klimaat als het vervuilingsverhaal zich in feite al meer dan 50 jaar samen hebben ontwikkeld.

Welke andere onderzoeksmogelijkheden biedt dit?

Vlak voordat dit gebeurde, we hadden een voorstel ingediend bij de National Science Foundation om te bestuderen hoe Los Angeles en de Verenigde Staten eruit zouden zien, vanuit het oogpunt van luchtkwaliteit, als we geen auto's meer zouden hebben die uitstoten. Nu hebben we een beter idee op basis van harde gegevens. Als een nevenproject bij dat voorstel, het Resnick Sustainability Institute en het Ronald en Maxine Linde Center for Global Environmental Science hebben een luchtkwaliteitsstation voor de campus in gebruik genomen, en het werd samengesteld door een van mijn medewerkers, John Crounse [Ph.D. '11], in januari en februari, net op tijd om dit te gaan observeren.

Welke andere tools zijn nuttig om dit te analyseren?

Direct, we hebben geen toegang tot veel van de nationale wetenschappelijke middelen die u zou gebruiken om de luchtkwaliteit te volgen. Normaal gesproken, u kunt zeggen, 'Laten we dat vliegtuig van de National Science Foundation nemen en overvliegen en kijken wat er aan de hand is.' Nutsvoorzieningen, die vliegtuigen staan ​​aan de grond.

Echter, we hebben een aantal teledetectie-instrumenten, zoals de Orbiting Carbon Observatories, OCO-2 en OCO-3. De meeste afbeeldingen die je in de krant en op Twitter ziet komen van een Nederlands instrument genaamd Tropomi, dat is een sensor die slechts een paar jaar geleden werd gelanceerd en een aantal criteria van verontreinigende stoffen in kaart brengt, zoals we ze noemen, vanuit de ruimte met een behoorlijk hoge resolutie. In aanvulling, er zijn een paar andere JPL-instrumenten [JPL wordt beheerd door Caltech voor NASA] die veranderingen volgen in, bijvoorbeeld, vervuiling door koolmonoxide.

Heeft dit gevolgen op de lange termijn, of gaat de luchtvervuiling gewoon terug naar waar het was toen de thuisblijvers werden opgeheven?

Dat is eigenlijk meer een sociale dan een ecologische kwestie. Zodra u de activiteiten die luchtvervuiling veroorzaken opnieuw start, het komt brullend terug. Maar er zijn plaatsen die historisch gezien erg slechte luchtvervuiling hebben gehad en veel van de bevolking heeft nooit echt schone lucht ervaren. Plots ervaren ze het, en ik kan gewoon niet geloven dat dat geen effect heeft. Mensen zullen iets anders hebben gezien, en het zou me niet verbazen als ze het dan gaan eisen. We hebben in de VS laten zien dat je zowel een goede luchtkwaliteit als substantiële economische activiteit kunt hebben. Ik denk dat mensen dit in veel van de rest van de wereld nog niet hebben meegemaakt.

Wat komt hierna?

Het lenteweer in Los Angeles is zeer variabel, waardoor het ingewikkeld wordt om de luchtkwaliteitsgegevens die we nu verzamelen te interpreteren. Als de thuisblijvers de hele zomer doorgaan - en laten we hopen dat ze dat niet doen - hebben we een veel beter antwoord op de wetenschappelijke vraag wat er gebeurt als je het autoverkeer met een factor twee vermindert, of drie, of vier, of wat we ook hebben gedaan.

Vanuit het oogpunt van klimaatverandering, het is alsof we een eeuwenlang wereldwijd experiment hebben uitgevoerd door langzaam meer en meer koolstofdioxide en deeltjesvervuiling aan de atmosfeer toe te voegen. Onze kennis van de effecten van die emissies wordt op de proef gesteld door het gebrek aan historische gegevens. Maar nu hebben we het omgekeerde gedaan - vooral voor fijnstof - op een zeer dramatische en directe manier, en in een tijd waarin we betere instrumenten hebben om het te begrijpen. Zien hoe dit uitpakt, zou een stuk eenvoudiger moeten zijn.