Ökande temperaturer på grund av klimatförändringar kommer att förändra klimatförhållandena, vilket resulterar i sämre luftkvalitet genom att öka antalet dagar med höga koncentrationer av ozon, enligt en ny tidskriftsartikel om luftkvalitet i hela Mid-Atlantic regionen från forskare vid University of Delaware's College of Earth, Hav och miljö (CEOE).

Cristina Archer ledde ett team från CEOE när medlemmarna sammanställde nästan 50 års data från Delaware Department of Natural Resources and Environmental Control (DNREC) luftövervakning och klimatmodeller för att analysera klimattrender. De fann att stigande temperaturer kommer att öka antalet dagar på ett år där ozonnivåerna i jordens lägre atmosfär blir farliga.

Archer sa DNREC, som finansierade hennes studie, är bekymrad över ozonnivåer nära marken av två huvudskäl:påverkan på människors hälsa och efterlevnad av federala och statliga bestämmelser som begränsar höga ozonkoncentrationer.

"Ozon har stora negativa effekter på hälsan, påverkar särskilt hjärt- och lungsystemet och andningsorganen, " sa Archer. "Det är särskilt illa om du redan har ett andningsproblem, astma, till exempel, eller en infektion. I Delaware, vi är knappt i uppnående eller något i icke-uppnående (av ozonregler). När vi inte når fram, Naturvårdsverket måste agera. Det är relevansen. Det är därför vi behöver veta nu att det finns ett problem, så vi kan agera på det."

Studien, med titeln "Global uppvärmning kommer att förvärra ozonföroreningar i USA:s mittatlantiska hav, " publicerades nyligen i Journal of Applied Meteorology and Climatology .

Archer är professor i CEOE med en gemensam utnämning mellan Physical Ocean Science and Engineering (POSE)-programmet vid School of Marine Science and Policy och Institutionen för geografi. Samarbetspartners i forskningen och skrivandet var Sara Rauscher, en docent vid institutionen för geografi, och Joseph Brodie, en före detta doktorand och postdoktor vid CEOE som för närvarande är chef för atmosfärisk forskning vid Rutgers University Center for Ocean Observing Leadership.

Ozon i den övre atmosfären är fördelaktigt för att blockera skadliga ultravioletta (UV) strålar från solen. Dock, ozon närmare jordens yta – i fokus för studien – kan leda till lungkomplikationer bland befolkningen. Närjord ozon kan leda till hosta, irritation i halsen och bröstet, exacerbation av astma, inflammation i lungceller, förvärring av kroniska lungsjukdomar, och ozon minskar till och med immunsystemets förmåga att bekämpa sjukdomar. På dagar då ozonnivåerna är tillräckligt höga, långvarig exponering kan till och med leda till bestående lungskador. Ozon regleras som en förorening av EPA på grund av ozonets farliga natur.

Närjord ozon bildas som ett resultat av fotokemiska reaktioner mellan kväveoxider (NOx) och flyktiga organiska föreningar (VOC). Intensiva UV-strålar från solen är katalysatorn för reaktionerna mellan NOx-utsläpp och VOC. NOx-utsläpp uppstår när bilar eller kraftverk förbränner fossila bränslen som kol och bensin. VOC är också konstgjorda och härrör från en mängd olika källor, inklusive bilar och bensinmotorer, målar, insekticider, städare, industriella lösningsmedel, och kemisk tillverkning.

Enligt Archer, Det är svårt att begränsa ozon eftersom det är en sekundär förorening.

"Det finns primära föroreningar som släpps ut och det finns sekundära föroreningar som bildas i luften, " sa Archer. "Ozon är en av dessa [sekundära föroreningar]. Du kan inte gå till en skorsten och mäta ozon som kommer ut. Du kommer att få prekursorer eller andra föreningar som bildar det men aldrig ozon i sig."

För det mesta, jordnära ozon är inte ett problem för Delaware. Som beskrivs i Archers tidning, under 1980-talet var det genomsnittliga antalet dagar med hög ozon i Delaware cirka 75, 2015 var det mindre än 20, minskar med cirka två dagar varje år på grund av strängare luftkvalitetsbestämmelser.

Dock, forskarteamet fann att stigande temperaturer på grund av klimatförändringar hotar att vända minskningen av ozonföroreningar nära marken och öka antalet dagar då ozonnivåerna på ytan blir farliga.

Förhållanden som leder till dagar med hög ozonhalt är typiska för varma sommardagar.

När den globala temperaturen ökar, somrarna kommer att fortsätta att bli varmare och kommer att leda till fler dagar med höga ozonhalter. Archer sa också att fler dagar med hög ozon kan inträffa under hösten och våren, eftersom ökande globala temperaturer kommer att göra dessa årstider varmare i genomsnitt. Enligt Intergovernmental Panel for Climate Change, den globala temperaturen har ökat med en grad Celsius från och med 2019 och kommer att öka med ytterligare en grad Celsius i slutet av 2000-talet. Archer sa också att dagar med hög ozon i sig kan bli mer intensiva på grund av ökade ozonkoncentrationer.

Ökningen av antalet och intensiteten av dagar med högt ozon är oroande eftersom de negativa hälsoeffekterna påverkar alla som tillbringar mycket tid utomhus, inklusive barn och människor som tränar utomhus. Fler går ut oftare under sommaren, potentiellt öka människors exponering för farliga nivåer av marknära ozon.

I artikeln, Archer sa att en "business as usual"-strategi oundvikligen kommer att leda till en farlig ökning av dagar med hög ozon. Archer sa att landet behöver strängare regler om det ska begränsa antalet dagar med högt ozon.