TOP STORIES Αρθρογραφια Μετεωρολογία και Κλίμα Περιβάλλον & Ενέργεια

Η παγκόσμια μείωση των επιπέδων μονοξειδίου του άνθρακα

Για περισσότερες από δύο δεκαετίες, ο δορυφόρος Terra της NASA έχει καταγράψει ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις αερίων μεταξύ αυτών και του  μονοξειδίου του άνθρακα (CO). Τα καλά νέα είναι ότι τα μέσα επίπεδα του τοξικού ατμοσφαιρικού ρύπου έχουν μειωθεί κατά περίπου 15 τοις εκατό από το 2000 αν και  ο ρυθμός μείωσης έχει επιβραδυνθεί, πέφτοντας από περίπου 1 τοις εκατό ετησίως,  σε περίπου 0,5 τοις εκατό ετησίως στα μεταγενέστερα χρόνια.

«Έχουμε δει τα επίπεδα μονοξειδίου του άνθρακα να πέφτουν επειδή οι τεχνολογίες καθαρότερης καύσης είναι πολύ πιο κοινές τώρα στις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Δυτική Ευρώπη και την Ανατολική Κίνα λόγω αυστηρότερων προτύπων ποιότητας του αέρα», εξήγησε η Rebecca Buchholz, επιστήμονας της ατμόσφαιρας στο Εθνικό Κέντρο των Η.Π.Α. για την Ατμοσφαιρική Έρευνα (NCAR). «Έχουμε δει επίσης μείωση των πυρκαγιών και των καμένων εκτάσεων στις τροπικές περιοχές».

Τα ευρήματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο Remote Sensing of the Environment. Η αποκρυπτογράφηση των λόγων για τη μείωση των επιπέδων μονοξειδίου του άνθρακα ήταν περίπλοκη για την  Buchholz και τους συνεργάτες της, επειδή υπάρχουν πολλές πηγές του ρύπου παγκοσμίως . Οι υπαίθριες πυρκαγιές —τόσο οι πυρκαγιές όσο και οι πυρκαγιές στη γεωργία— είναι κύριες πηγές του ρύπου. Υπάρχουν επίσης και φυσικές πηγές, όπως οι εκπομπές από ορισμένα φυτά που αντιδρούν με την ατμόσφαιρα για να παράγουν το αέριο. Τα ηφαίστεια και η αποσυντιθέμενη οργανική ύλη σε ποτάμια και ωκεανούς είναι δευτερεύουσες πηγές. Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ένα αέριο με μεγάλη διάρκεια ζωής, που συχνά παραμένει στην ατμόσφαιρα για περίπου δύο μήνες. Αυτό σημαίνει ότι έχει άφθονο χρόνο για να απλωθεί και να αναμιχθεί στον αέρα, γεγονός που καθιστά πιο δύσκολο για τους επιστήμονες της ατμόσφαιρας να εντοπίσουν τις πηγές του αερίου και να κατανοήσουν ποιοι παράγοντες συμβάλλουν στην πτώση του. Ωστόσο, οι γενικές τάσεις είναι σαφείς

Η αρχική μας εικόνα υπογραμμίζει την εποχιακή και γεωγραφική διακύμανση στο μονοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας όπως μετρήθηκε με τη μέτρηση της ρύπανσης στην τροπόσφαιρα (MOPITT) μεταξύ 2000 και 2019. Οι εποχιακές κορυφές την άνοιξη και στα δύο ημισφαίρια οφείλονται σε αλλαγές στη διαθεσιμότητα ηλιακού φωτός και της ρίζας υδροξυλίου  (OH), το οποίο είναι ένα μόριο «απορρυπαντικού» που απομακρύνει το μονοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα μετατρέποντάς το σε διοξείδιο του άνθρακα. Η μείωση του φωτός το χειμώνα μειώνει την ποσότητα του υδροξυλίου στον αέρα, γεγονός που επιτρέπει την αύξηση των επιπέδων μονοξειδίου του άνθρακα το χειμώνα και στις αρχές της άνοιξης. Καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, τα επίπεδα μονοξειδίου του άνθρακα είναι υψηλότερα στο βόρειο ημισφαίριο, όπου υπάρχουν περισσότερες χερσαίες μάζες, άνθρωποι και πυρκαγιές από ό,τι στο νότιο ημισφαίριο. (Τα λευκά κενά στην επάνω γραφική παράσταση είναι χρονικές περίοδοι κατά τις οποίες δεν υπήρχαν διαθέσιμα δεδομένα.) Σημειώστε πώς η εποχιακή αιχμή στο βόρειο ημισφαίριο γίνεται ολοένα και μικρότερη προς το τέλος του ρεκόρ, ένδειξη καθαρότερου ουρανού και πτώσης των επιπέδων του ρύπου.

Μερικά ακραία χρόνια ξεχωρίζουν. Το 2002-2003, η ακραία δραστηριότητα πυρκαγιών  στη δυτική και νοτιοανατολική Ρωσία αύξησε δραματικά τα επίπεδα μονοξειδίου του άνθρακα στο βόρειο ημισφαίριο. Ομοίως, μια ξηρασία που προκλήθηκε από το El-Niño προκάλεσε μια περίοδο ρεκόρ πυρκαγιάς στην Ινδονησία το 2015.

Η δεύτερη εικόνα δείχνει τις υπολειπόμενες τάσεις—όπου οι συγκεντρώσεις μονοξειδίου του άνθρακα μειώνονται ταχύτερα (πορτοκαλί) ή πιο αργά (μπλε) από τον παγκόσμιο μέσο όρο από το 2002. «Η Ανατολική Κίνα έχει δει τις συγκεντρώσεις μονοξειδίου του άνθρακα να πέφτουν ταχύτερα από οπουδήποτε αλλού στον κόσμο, μείωση περίπου 1 τοις εκατό ετησίως», εξήγησε η Helen Worden, η κύρια ερευνήτρια των ΗΠΑ για το MOPITT. «Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στη στροφή από τους ανθρώπους που καίνε άνθρακα στα σπίτια τους στη χρήση φυσικού αερίου ή ηλεκτρικής ενέργειας που προέρχεται από σταθμούς παραγωγής ενέργειας που παράγουν άλλους ρύπους, αλλά όχι πολύ μονοξείδιο του άνθρακα». Στην Ινδία, η οικονομική και πληθυσμιακή αύξηση σημειώθηκε χωρίς ευρεία μετάβαση σε καθαρότερες τεχνολογίες, περιορίζοντας έτσι την πρόοδο στη ρύπανση από CO. Στην Κεντρική Αφρική, ένας συνδυασμός αστικοποίησης και εκτεταμένης καύσης για καλλιέργειες και άλλους λόγους μπορεί να περιόρισε τον ρυθμό μείωσης, εξήγησε η Worden. Σε αντίθεση με την Κεντρική Αφρική, η θαλάσσια Νοτιοανατολική Ασία έχει επίσης υποχωρήσει, πιθανώς λόγω της τάσης προς λιγότερη καύση βιομάζας στα δάση. Η καύση βιομάζας μειώθηκε επίσης στη Νότια Αμερική και πιθανότατα συνέβαλε στη μείωση του μονοξειδίου του άνθρακα εκεί. “Ωστόσο, η αποψίλωση των δασών και οι πυρκαγιές αυξάνονται ξανά στη Βραζιλία μετά από μια προηγούμενη πτώση στις αρχές της δεκαετίας του 2000″, δήλωσε η Worden. «Είναι πιθανό να αρχίσουμε να βλέπουμε το μονοξείδιο του άνθρακα να ανακάμπτει σε αυτήν την περιοχή όταν ενημερώσουμε την ανάλυση για να συμπεριλάβουμε πιο πρόσφατα δεδομένα».

Οι αλλαγές πάνω από τον ωκεανό είναι πιθανότατα το αποτέλεσμα διεργασιών που συμβαίνουν στην ξηρά πριν το μονοξείδιο του άνθρακα μεταφερθεί στους ωκεανούς από τον άνεμο. «Οι ωκεανοί είναι μια πολύ μικρή πηγή σε σύγκριση με άλλες φυσικές και ανθρωπογενείς πηγές», είπε ο Worden.

ΤΑ AEROSOLS KAI Η ΜΕΙΩΣΗ ΤΟΥ ΜΟΝΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ

Έχουμε πολλές φορές αναφέρει ότι το σύστημα MODIS της NASA μετρά μεταξύ άλλων και τα βραχύβια αιωρούμενα σωματίδια που ονομάζονται αερολύματα (aerozols) — όπως η σκόνη, η αιθάλη, η τέφρα και το θαλασσινό αλάτι. Τα αερολύματα συνήθως παραμένουν στην ατμόσφαιρα για περίπου μια εβδομάδα πριν τα απορροφήσουν  οι χημικές αντιδράσεις, η βαρύτητα ή η κατακρήμνιση.  Εκτός από την ανάλυση των τάσεων του μονοξειδίου του άνθρακα και των αερολυμάτων από το MOPITT και το MODIS, οι ερευνητές εξέτασαν παρατηρήσεις από άλλους δορυφορικούς αισθητήρες και ενσωμάτωσαν πληροφορίες σχετικά με τις περιφερειακές εκπομπές αεροζόλ από μια σειρά άλλων ερευνών.

Ο παραπάνω χάρτης δείχνει τις τάσεις στα αερολύματα από το 2002, όπως μετρήθηκε από το MODIS της Terra. Σε πολλά μέρη του βόρειου ημισφαιρίου, τα αερολύματα, καθώς και το μονοξείδιο του άνθρακα, έχουν μειωθεί τις τελευταίες δεκαετίες. Η τάση ήταν ιδιαίτερα αξιοσημείωτη στην ανατολική Ασία, τις ανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες και τη δυτική Ευρώπη – περιοχές όπου οι περιβαλλοντικοί κανονισμοί και οι τεχνολογίες καθαρότερης καύσης έχουν περιορισμένες εκπομπές από τους τομείς των μεταφορών και της βιομηχανίας.

Ένας άλλος βασικός παράγοντας πίσω από την πτώση ήταν η μείωση των πυρκαγιών και της καμένης έκτασης. Σε ημίξηρες περιοχές της Νότιας Αμερικής, της Κεντρικής Αφρικής και της Ασίας, η επέκταση και η εντατικοποίηση της γεωργίας σε λιβάδια και σαβάνες έχει οδηγήσει σε μεγαλύτερη καταστολή των πυρκαγιών καθώς τα γεωργικά συμφέροντα μετακινούνται και προστατεύουν καλλιέργειες υψηλής αξίας, ζώα, σπίτια και υποδομές. Σε πολλά μέρη, υπήρξε μια τάση προς τη χρήση μηχανημάτων αντί για περιοδική καύση για τη διατήρηση της γης σε αγροτικές περιοχές. Τμήματα της Ινδίας, του Βορειοδυτικού Ειρηνικού των ΗΠΑ και της Κασπίας Θάλασσας έχουν παρουσιάσει αυξήσεις στα σωματίδια αερολύματος για άλλους λόγους. Η ξήρανση της Κασπίας Θάλασσας πιθανότατα έχει προσθέσει στα αερολύματα σε αυτήν την περιοχή κάνοντας τους ουρανούς πιο σκονισμένους, σύμφωνα με τους ερευνητές.

Στην Ινδία, οι χαλαροί περιβαλλοντικοί έλεγχοι, σε συνδυασμό με τους αυξανόμενους πληθυσμούς και την μεγάλη καύση γεωργικών προϊόντων, πιθανότατα έχουν τροφοδοτήσει τις αυξήσεις στα αερολύματα εκεί.  Στις δυτικές ΗΠΑ, το φορτίο αερολύματος έχει αυξηθεί καθώς η ξηρασία και η κλιματική αλλαγή έχουν τροφοδοτήσει πιο συχνές και έντονες πυρκαγιές. Ο δεύτερος χάρτης δείχνει το ισχυρό θετικό σήμα τάσης αεροζόλ στον Βορειοδυτικό Ειρηνικό για τον μήνα Αύγουστο. «Οι αλλαγές στον Βορειοδυτικό Ειρηνικό των ΗΠΑ ξεχωρίζουν τόσο σε δεδομένα μονοξειδίου του άνθρακα όσο και σε αεροζόλ», δήλωσε ο Buchholz. «Το εποχιακό μοτίβο έχει αλλάξει και τώρα βλέπουμε μια εντατικοποίηση της καλοκαιρινής περιόδου καπνού δημιουργώντας μια νέα αιχμή του μονοξειδίου του άνθρακα τον Αύγουστο». Ο επιπλέον καπνός έχει δυνητικά εκθέσει έως και 130 εκατομμύρια ανθρώπους σε τοξικές ουσίες τα τελευταία χρόνια και απειλεί να αντιστρέψει τα χρόνια βελτίωσης της ποιότητας του αέρα. Τον Απρίλιο του 2022, ο Buchholz συνέγραψε μια μελέτη της Nature Communications που περιγράφει λεπτομερώς το πρόβλημα.

Τα δεδομένα δείχνουν ότι μια παρόμοια διαδικασία μπορεί να συμβαίνει στη Σιβηρία – μια άλλη περιοχή που έχει δει αυξημένη δραστηριότητα πυρκαγιάς τα τελευταία χρόνια. «Έρευνες όπως αυτή υπογραμμίζουν πραγματικά πόσο ισχυρό μπορεί να είναι να αναδιπλώνουμε δεδομένα από πολλούς αισθητήρες σε μία ανάλυση», είπε ο Buchholz. «Σε αυτή την περίπτωση, τα δεδομένα μονοξειδίου του άνθρακα και αερολυμάτων ενισχύονται το ένα το άλλο και μας αποκαλύπτουν μια βαθύτερη ιστορία για το τι συμβαίνει στην ατμόσφαιρά μας. Το Terra ξεκίνησε  το 1999 με αναμενόμενη διάρκεια ζωής έξι ετών. «Κανείς δεν περίμενε ότι το MODIS ή το MOPITT ή άλλοι αισθητήρες στο Terra θα εξακολουθούσαν να λειτουργούν περισσότερο από δύο δεκαετίες μετά την εκτόξευση», δήλωσε η Helen Worden, η κύρια ερευνήτρια των ΗΠΑ για το MOPITT. «Η μακροζωία τους έχει ανοίξει νέες πόρτες σχετικά με την επιστήμη που μπορούμε να κάνουμε».

Πηγές : https://earthobservatory.nasa.gov/images/149876/a-global-decline-in-carbon-monoxide , https://earthobservatory.nasa.gov/images/149842/how-aerosols-helped-untangle-carbon-monoxide-trends

0Shares

Leave a Reply

Your email address will not be published.