W obliczu wyzwań związanych z zagrożeniem środowiska edukacja ekologiczna nabiera większego znaczenia. W CAMS NCP zdefiniowaliśmy za cel przybliżenie uczniom szkół średnich tematyki zanieczyszczenia powietrza. W ramach przygotowanych projektów pokazujemy jak przetwarzać i interpretować dane pozyskiwane z monitoringu jakości powietrza z Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) w celu zdobycia interesujących ucznia informacji. Projekt pilotażowy obejmował trzy szkoły średnie w Warszawie, gdzie odbyły się spotkania podczas których omówiono potencjalne projekty edukacyjne z uczniami i nauczycielami. Przeprowadzaliśmy także badanie ankietowe, które pokazało nam zainteresowania uczniów i nauczycieli różnymi tematami związanymi z jakością powietrza oraz ocenę preferowanych przez nich metod nauczania. W efekcie powstały dwa gotowe projekty, każdy w dwóch wersjach: projekt indywidualny do wykonania na komputerach osobistych lub sali komputerowej przez każdego użytkownika oraz alternatywnie kartę pracy do wykonania bezpośrednio w trakcie lekcji, bez konieczności wykorzystania dodatkowych materiałów czy komputera.
Materiały do pobrania
Temat 1: Wpływ zanieczyszczenia powietrza na zdrowie
Najnowszy biuletyn autorstwa WMO skupia się na analizie pożarów, stężeń pyłów zawieszonych (szczególnie PM2.5) oraz ich szkodliwego wpływu na uprawy w 2023 roku, podkreślając ścisły związek między jakością powietrza a zmieniającym się klimatem. Przykładem tego związku są niezwykle intensywne pożary w Kanadzie w ubiegłym roku.
Zanieczyszczenia powietrza są często emitowane wraz z gazami cieplarnianymi, a niektóre zanieczyszczenia, takie jak ozon i jego prekursory ( czyli związki, które pod wpływem światła słonecznego formują ozon – np. dwutlenek azotu, tlenek węgla, metan), bezpośrednio wpływają na zmiany klimatyczne.
Klimat zmieniający się z kolei sprzyja wzrostowi emisji zanieczyszczeń: wyższe temperatury wysuszają glebę, zmiany kierunku i siły wiatru zwiększają ryzyko pożarów, a nowe, często ekstremalne wzorce opadów wpływają na czas utrzymywania się i rozprzestrzenianie zanieczyszczeń.
Pyły atmosferyczne są wymywane przez opady, jednak jeśli ze względu na zmiany klimatyczne opady są rzadsze, ale bardziej intensywne, zamiast łagodniejszych zjawisk opadowych na większym obszarze, to ilość pyłu w atmosferze jest podwyższona i pozostaje dłużej w atmosferze. Zjawisko to zwiększa narażenie dla zdrowia społeczności, które wcześniej nie doświadczały problemów z jakością powietrza.
Zanieczyszczenia powietrza osiadające na powierzchni Ziemi mają negatywny wpływ na ekosystemy – azot, siarka i ozon mogą ograniczać zdolność ekosystemów do oczyszczania wody, wspierania bioróżnorodności i pochłaniania dwutlenku węgla, a także wpływać na obniżenie wydajności rolnictwa.
Rys. 1. Wpływ szkodliwych związków z pyłu zawieszonego na uprawy: Czarne strzałki: osiadanie na liściach i glebie, transfer zanieczyszczeń do łodyg, liści, owoców i nasion. Pomarańczowa strzałka: Promieniowanie słoneczne – obniżenie ilości światła z powodu zwiększonej ilości chmur i zacienienia. Pomarańczowe kropki: promieniowanie słoneczne rozproszone – zwiększenie udziału i zmiana charakterystyki światła, wpływ na wegetację roślin. Niebieska strzałka: temperatura – obniżenie z powodu zwiększonej obecności aerozolu, co ułatwia formowanie się chmur i podwyższa zacienienie. Fioletowa strzałka: opady deszczu – zmiana rozmieszczenia i intensywności, zwiększenie udziału opadów ekstremalnych, wpływ na dynamikę powstawania systemów konwekcyjnych.
Pyły zawieszone emitowane przez pożary mają istotny wpływ na jakość powietrza. Anomalia PM2.5 w 2023 roku była zdominowana przez wyjątkowo silne emisje pożarów w Ameryce Północnej latem, a analizy wykazały wysoką zgodność w ocenie lokalizacji i wielkości anomalii między badaniami NASA i CAMS.
Rys. 2. Anomalie stężenia PM2.5 w 2023 roku względem okresu referencyjnego 2003-2022
W Kanadzie ekstremalne pożary lasów wiosną i latem 2023 roku doprowadziły do wzrostu zanieczyszczeń powietrza, co znalazło odzwierciedlenie w wartościach grubości optycznej aerozoli (AOD), które wykazywały dodatnie anomalie we wszystkich miesiącach od maja do września.
Rys. 3. Średnia miesięczna anomalia grubości optycznej aerozolu w czerwcu 2023 roku w porównaniu z danymi z lat 2003-2022
Pomimo sezonowych pożarów, które są normą, lasy Kanady i Syberii pochłaniają dwutlenek węgla (CO2), ale w nadchodzących dekadach zmiany klimatyczne mogą spowodować, że wilgotność gleby spadnie, a liczba megapożarów wzrośnie, powodując emisję CO2 przekraczającą zdolność tych lasów do jego pochłaniania.
W 2023 roku nadzwyczajne susze i upały w Kanadzie spowodowały rekordowe pożary i emisje CO2 porównywalne z rocznymi emisjami z paliw kopalnych kraju wielkości Indii, a spalony obszar wynosił 4% powierzchni kanadyjskich lasów.
Tytułowe „błędne koło” (ang. vicious circle) można przedstawić następująco: antropogeniczne emisje zanieczyszczeń atmosferycznych i gazów cieplarnianych prowadzą do zmian klimatycznych, które z kolei sprzyjają powstawaniu i utrzymywaniu się pożarów, co zwiększa emisję dwutlenku węgla i przyspiesza ocieplenie klimatu.
Przykład ten pokazuje, że zmiany klimatyczne mają globalny wpływ, który nie ogranicza się do jednego regionu, a problem jakości powietrza staje się coraz bardziej powszechny.
Zanieczyszczenie powietrza przyczynia się do ponad 4,5 miliona przedwczesnych zgonów rocznie, powodując również znaczne straty gospodarcze i środowiskowe.
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).
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 Niño 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[1].
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 roku
Dzienne maksymalne stężenie ozonu jest dobrym wskaźnikiem nasilenia zanieczyszczenia ozonem. Podobnie, gdy porównamy miesiące letnie w 2023 r. z poprzednimi dziesięcioma latami (2013-2022), możemy zauważyć, że stężenia ozonu w czerwcu wyróżniają się jako 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
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
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 roku
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
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
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
Określenie wpływu naturalnych źródeł pyłu może pomóc decydentom lepiej zrozumieć względne znaczenie zanieczyszczeń powodowanych przez człowieka i zanieczyszczeń naturalnych.
Pierwsze spotkanie użytkowników Serwisu Monitoringu Atmosfery Copernicus za nami.
Dziękujemy wszystkim za udział! Była to niesamowita możliwość wymiany wiedzy i doświadczeń w szerokim gronie. W naszym spotkaniu w formule online wzięło udział ponad 171 osób, na miejscu również zebrało się grono 45 ekspertów. Mieliśmy możliwość wysłuchać ciekawych prezentacji, do których linki znajdziecie Państwo poniżej.
Bardzo dziękujemy za udział, a prelegentom za ich poświęcony czas i cenną wymianę informacji.
Prezentacje
Sesja 1 – Projekty i serwisy realizowane na rzecz CAMS w Polsce
EEA opublikowała pełną ocenę „Jakość powietrza w Europie w 2022 r.”, w której przedstawiono stan jakości powietrza w Europie, oceniono wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie i ekosystemy oraz zidentyfikowano źródła emisji do powietrza.
Jak wynika z analizy EEA, zanieczyszczenie powietrza nadal stanowi istotne zagrożenie dla zdrowia w Europie, powodując przewlekłe choroby i przedwczesne zgony. W 2020 r., 96% ludności miejskiej w Unii Europejskiej (UE) było narażone na stężenie drobnego pyłu zawieszonego (PM2,5) powyżej zalecanego przez WHO poziomu 5 mikrogramów na metr sześcienny (µg/m3) powietrza. Zanieczyszczenie powietrza szkodzi również różnorodności biologicznej oraz niszczy uprawy rolne i lasy, powodując poważne straty gospodarcze.
Co najmniej 238 000 przedwczesnych zgonów spowodowanych drobnymi cząsteczkami w UE
Zła jakość powietrza, zwłaszcza na obszarach miejskich, nadal negatywnie wpływa na zdrowie obywateli Europy. Według najnowszych szacunków EEA w 2020 r. co najmniej 238 000 osób zmarło przedwcześnie w UE z powodu narażenia na działanie pyłu PM2,5 powyżej zalecanego przez WHO poziomu 5 µg/m3. Zanieczyszczenie dwutlenkiem azotu doprowadziło do 49 000, a ozonem do 24 000 przedwczesnych zgonów w Unii Europejskiej.
Obok przedwczesnych zgonów zanieczyszczenie powietrza powoduje zły stan zdrowia i generuje znaczne koszty dla sektora opieki zdrowotnej. Na przykład w 2019 r. narażenie na pył PM2,5 doprowadziło do 175 702 lat życia z niepełnosprawnością (YLD) z powodu przewlekłej obturacyjnej choroby płuc w 30 krajach europejskich.
Ta strona korzysta z ciasteczek, aby zapewnić Ci najlepszą możliwą obsługę. Informacje o ciasteczkach są przechowywane w przeglądarce i wykonują funkcje takie jak rozpoznawanie Cię po powrocie na naszą stronę internetową i pomaganie naszemu zespołowi w zrozumieniu, które sekcje witryny są dla Ciebie najbardziej interesujące i przydatne.
Ściśle niezbędne ciasteczka
Niezbędne ciasteczka powinny być zawsze włączone, abyśmy mogli zapisać twoje preferencje dotyczące ustawień ciasteczek.
Jeśli wyłączysz to ciasteczko, nie będziemy mogli zapisać twoich preferencji. Oznacza to, że za każdym razem, gdy odwiedzasz tę stronę, musisz ponownie włączyć lub wyłączyć ciasteczka.
Ciasteczka stron trzecich
Ta strona korzysta z Google Analytics do gromadzenia anonimowych informacji, takich jak liczba odwiedzających i najpopularniejsze podstrony witryny.
Włączenie tego ciasteczka pomaga nam ulepszyć naszą stronę internetową.
Najpierw włącz ściśle niezbędne ciasteczka, abyśmy mogli zapisać twoje preferencje!
Polityka ciasteczek
Korzystając z tej strony, wyrażasz zgodę na wykorzystanie plików cookies zgodnie z naszą Polityką Prywatności.
