Serwis monitoringu atmosfery Copernicus (CAMS) opublikował coroczny raport jakości powietrza w Europie (Interim Annual Assessment Report on Air Quality in Europe for 2023 – IAAR[1]).
19 lipca opublikowany został Interim Annual Assessment Report (IAAR 2023) przedstawiający kompleksową analizę jakości powietrza w Europie w roku 2023. Dane pochodzą z regionalnej reanalizy Serwisu Obserwacji Atmosfery Copernicus (CAMS). Raport obejmuje wskaźniki zanieczyszczenia powietrza dla ozonu (O₃), dwutlenku azotu (NO₂) oraz pyłów zawieszonych (PM10 i PM2.5), obliczone na postawie reanalizy regionalnego serwisu CAMS, w którym bierzemy bezpośredni udział dostarczając wyniki modelu GEM-AQ jako jeden z 11 zespołów w Europie. Raport identyfikuje pięć znaczących epizodów zanieczyszczenia powietrza w Europie w roku 2023, wybranych na podstawie obserwowanych przekroczeń obecnych dziennych limitów UE lub wartości docelowych oraz wytycznych Międzynarodowej Organizacji Zdrowia (WHO) – komentuje dr hab. inż. Joanna Strużewska, kierownik Zakładu Modelowania Atmosfery i Klimatu w IOŚ-PIB.
Opublikowany Raport dostarcza aktualnych, najlepszych dostępnych szacunków wskaźników jakości powietrza w skali europejskiej, identyfikuje główne epizody zanieczyszczenia w Europie i analizuje ich pochodzenie.
Ozon w centrum uwagi podczas sezonu letniego 2023
Ozon jest toksycznym gazem, który może tworzyć się na powierzchni w wyniku reakcji chemicznych obejmujących zanieczyszczenia powietrza wchodzące w interakcję ze światłem słonecznym. W okresach fal upałów występują warunki, które mogą prowadzić do zanieczyszczenia ozonem.
W 2023 roku w wyniku El Nino w Europie wyższe temperatury utrzymywały się od początku czerwca do połowy września. Najcieplejszym miesiącem w historii pomiarów w Europie był szczególnie wrzesień 2023 r. Ekstremalne upały zarówno w czerwcu, jak i we wrześniu miały silny wpływ na jakość powietrza w Europie.
Copernicus Climate Change Service (C3S) ECMWF udokumentował te okresy bardzo ciepłej pogody w czerwcu i wrześniu (Rys. 1).
Rysunek. 1. Mapy miesięcznej anomalii temperatury powietrza przy powierzchni w 2023 r. w do okresu odniesienia 1991–2020. Odtworzone z C3S[2].
Wysokie temperatury w czerwcu wpłynęły na stężenie ozonu przez większą część miesiąca, co doprowadziło do podwyższonego poziomu zanieczyszczenia przez prawie trzy tygodnie. Skutki tego przedłużającego się okresu złej jakości powietrza odnotowano w średnich maksymalnych dziennych stężeniach ozonu w czerwcu w porównaniu z innymi miesiącami letnimi w 2023 r. (Rys. 2).
Rysunek. 2. Średnie maksymalne dzienne stężenie ozonu w każdym miesiącu lata 2023 r.[3]
Dzienne maksymalne stężenie ozonu jest dobrym wskaźnikiem ekspozycji na wysokie stężenia ozonu. Porównanie miesięcy letnich w 2023 r. ze średnią z minionego dziesięciolecia (2013-2022), pozwala zauważyć, że stężenia ozonu w czerwcu były znacznie wyższe na obszarach dotkniętych falą upałów w Europie Zachodniej (Rys. 3).
Rysunek. 3. Anomalia średniego maksymalnego dziennego stężenia ozonu w każdym miesiącu lata 2023 r. w odniesieniu do średniej dziesięcioletniej z okresu 2013-2022[4]
Fala upałów, która nadeszła we wrześniu, spowodowała epizod silnego zanieczyszczenia ozonem, który dotknął duże obszary kontynentalnej Europy przez kilka dni (Rys. 4).
Rysunek. 4. Maksymalna średnia dzienna 8-godzinna (istotny wskaźnik regulacyjny) od 9 do 11 września[5]
Ocena źródeł zanieczyszczenia ozonem
CAMS opracował również narzędzia, które pomagają ocenić, jakie rodzaje działalności gospodarczej przyczyniają się do zanieczyszczenia ozonem w Europie. Jednym z tych narzędzi jest Air Control Toolbox (ACT). Narzędzie to pozwala użytkownikom testować scenariusze redukcji emisji i pokazywać, jak może to wpłynąć na zanieczyszczenie powietrza. W przypadku epizodów z czerwca i września 2023 r. (Rys. 5) narzędzie ACT skazuje, że do zanieczyszczenia ozonem nad lądem w Europie najbardziej przyczyniły się emisje zanieczyszczeń z przemysłu i sektora transportu.
Rysunek. 5. Symulowane redukcje maksymalnego dziennego stężenia ozonu (µg/m3) w sektorach z zestawu narzędzi Air Control Toolbox wynikające ze scenariuszy redukcji emisji stosowanych do różnych sektorów w dniu 9 września 2023 r.[6]
Najpoważniejszy przypadek zanieczyszczenia pyłem zawieszonym PM2.5 w 2023 r.
Oprócz ozonu, w raporcie IAAR analizowany jest najpoważniejszy epizod zanieczyszczenia pyłem zawieszonym PM2.5 w 2023 r., który miał miejsce w lutym. Ten epizod trwał ponad 3 tygodnie i spowodował przekroczenia progów docelowych na znacznych obszarach Europy. W okresie największego zasięgu epizodu dotknięte regiony obejmowały Francję, Portugalię i Hiszpanię na zachodzie, aż po Polskę, Rumunię i Bułgarię na wschodzie (Rys. 6).
Rysunek. 6. Średnie dobowe stężenia PM2,5 w okresie od 9 do 11 lutego[7]
CAMS udostępnia również narzędzie, które pomogło naukowcom zidentyfikować źródła zanieczyszczeń w konkretnych miastach Europy (Rys. 7). Zanieczyszczenia tworzące pyły pochodzą z różnych źródeł i każde ma unikalny i odmienny skład chemiczny. Analiza składu chemicznego pyłów pozwala naukowcom określić, które źródła najbardziej przyczyniły się do zanieczyszczenia.
Rysunek. 7. Skład chemiczny pyłu zawieszonego PM10 w Warszawie od 14 do 17 lutego[8]
Pył pustynny jako naturalne źródło pyłów
Pył unoszony z gołych gleb i pustyń może przyczyniać się do zanieczyszczenia powietrza cząstkami stałymi. Gdy duże burze pyłowe rozwijają się nad regionami pustynnymi poza Europą, pył może być transportowany na dalekie odległości, negatywnie wpływając na jakość powietrza i widoczność w krajach europejskich.
Prognoza operacyjna CAMS pomaga monitorować burze pyłowe i śledzić, dokąd trafia pył.
W raporcie zbadano, w jaki sposób pył znad Sahary przyczynił się do złej jakości powietrza w Europie w lutym 2023 (Rys. 8).
Rysunek. 8. Średnie dobowe stężenia pyłu PM10 (µg/m3) od 22 do 25 lutego[9]
Określenie wpływu naturalnych źródeł pyłu może pomóc decydentom lepiej zrozumieć względne znaczenie zanieczyszczeń powodowanych przez człowieka i zanieczyszczeń naturalnych.
Więcej informacji oraz raporty z poprzednich lat można znaleźć na stronie CAMS: policy.atmosphere.copernicus.eu/reports/interim_assessment.php
[1] https://policy.atmosphere.copernicus.eu/reports/interim_assessment.php
[2] https://climate.copernicus.eu/european-summer-2023-season-contrasting-extremes
[3] Tamże
[4] Tamże
[5] Tamże
[6] Tamże
[7] Tamże
[8] Tamże
[9] Tamże
