Σε μια πρώτη μελέτη που χρησιμοποιεί δεδομένα όζοντος που συλλέγονται από εμπορικά αεροσκάφη, ερευνητές από το Συνεταιριστικό Ινστιτούτο Έρευνας στις Περιβαλλοντικές Επιστήμες (CIRES) στο Πανεπιστήμιο Μπόλντερ του Κολοράντο διαπίστωσαν ότι στο χαμηλότερο μέρος της γήινης ατμόσφαιρας τα επίπεδα αυτών των ρύπων έχουν αυξηθεί σε όλο το Βόρειο ημισφαίριο τα τελευταία 20 χρόνια. Αυτό συμβαίνει ακόμη και όταν οι αυστηρότεροι προσπάθειες ελαχιστοποίησης στις εκπομπές των προδρόμων όζοντος έχουν μειώσει το όζον σε επίπεδο εδάφους σε ορισμένα μέρη, συμπεριλαμβανομένης της Βόρειας Αμερικής και της Ευρώπης.
Το τροποσφαιρικό όζον, δηλαδή στη ζώνη μεταξύ της επιφάνειας της Γης και 12 έως 15 χιλιόμετρα πάνω από τη Γη, είναι ένα αέριο θερμοκηπίου και παράλληλα ένας ατμοσφαιρικός ρύπος που, σε υψηλά επίπεδα, μπορεί να βλάψει τους πνεύμονες των ανθρώπων και να καταστρέψει τα φυτά.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances, η συγκεκριμένη επιστημονική ομάδα διαπίστωσε μια συνολική αύξηση των επιπέδων του όζοντος πάνω από το Βόρειο Ημισφαίριο. «Αυτό το γεγονός θεωρείται εξαιρετικά σημαντική είδηση επειδή σημαίνει ότι καθώς προσπαθούμε να περιορίσουμε τη ρύπανση σε τοπικό επίπεδο, τελικά μπορεί να μην λειτουργεί η παρούσα στρατηγική όπως πιστεύαμε», δήλωσε ο Audrey Gaudel, επιστήμονας του CIRES που εργάζεται στο εργαστήριο NOAA Chemical Sciences και είναι επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Αυτός και οι συνάδελφοι του κατέγραψαν απρόσμενα μεγάλες αυξήσεις του όζοντος στις τροπικές περιοχές, δήλωσε ο Γκαουντέλ, σημειώνοντας ότι το όζον που εξάγεται από τις τροπικές περιοχές ενδέχεται κατά πάσα πιθανότητα να προκαλεί αύξηση αυτού του στοιχείου σε σχέση με άλλες περιοχές του Βόρειου Ημισφαιρίου.
Η Gaudel και οι συν-συγγραφείς της έρευνας, επιστήμονες του CIRES στο NOAA και άλλοι διεθνείς συνάδελφοι, διαπίστωσαν επίσης τις πιο εντυπωσιακές αυξήσεις σε περιοχές όπου τα επίπεδα του όζοντος κάποτε ήταν χαμηλότερα: Μαλαισία / Ινδονησία, Νοτιοανατολική Ασία και Ινδία, για παράδειγμα. Αυτές οι περιοχές είχαν πολύ χαμηλές τιμές όζοντος μεταξύ 1994-2004 και πολύ υψηλά επίπεδα τα τελευταία χρόνια, μεταξύ 2011-2016.
Προηγούμενες μελέτες δεν μπορούσαν να εξαγάγουν σταθερά συμπεράσματα σχετικά με τις τάσεις του όζοντος στο Βόρειο Ημισφαίριο, σύμφωνα με τον Gaudel, επειδή υπάρχουν πολύ λίγες θέσεις μακροπρόθεσμης παρακολούθησης και επειδή οι νέοι δορυφόροι με σχεδόν παγκόσμια κάλυψη έχουν παράσχει αντικρουόμενα αποτελέσματα στις τάσεις του όζοντος.
Έτσι, οι ερευνητές στράφηκαν σε δεδομένα πολιτικών αεροσκαφών από το πρόγραμμα In-Service Aircraft της Ευρώπης για το Παγκόσμιο Σύστημα Παρακολούθησης (IAGOS). «Από το 1994, η IAGOS έχει μετρήσει το όζον σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιώντας το ίδιο όργανο σε κάθε επίπεδο, δίνοντάς μας συνεπείς μετρήσεις με την πάροδο του χρόνου και του χώρου από την επιφάνεια της Γης έως την άνω τροπόσφαιρα», δήλωσε ο Γκαουντέλ. Μεταξύ 1994 και 2016, τα εμπορικά αεροσκάφη κατέγραψαν 34.600 προφίλ όζοντος ή περίπου τέσσερα προφίλ κάθε μέρα.
Η Gaudel και οι συνάδελφοί της χρησιμοποίησαν αυτές τις μετρήσεις για να υπολογίσουν τις αλλαγές στο τροποσφαιρικό όζον από τα μέσα της δεκαετίας του 1990 έως το 2016 πάνω από 11 περιοχές στο Βόρειο Ημισφαίριο. Βρήκαν μια συνολική αύξηση του όζοντος σε όλες τις περιοχές όπου φαίνονταν, συμπεριλαμβανομένων τεσσάρων στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη, δύο στα υποτροπικά, δύο στις τροπικές και τρεις ισημερινές περιοχές. Κατά μέσο όρο, οι μέσες τιμές του όζοντος είχαν αυξηθεί κατά 5% ανά δεκαετία.
Στην λεγόμενη «κατώτερη τροπόσφαιρα», που είναι πιο κοντά στην επιφάνεια της Γης, το όζον έχει μειωθεί πάνω από ορισμένες περιοχές μεσαίου γεωγραφικού πλάτους, συμπεριλαμβανομένης της Ευρώπης και των Ηνωμένων Πολιτειών Αμερικής, όπου έχουν μειωθεί οι πρόδρομες εκπομπές του όζοντος. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτές οι μειώσεις αντισταθμίστηκαν από αυξήσεις υψηλότερες στην τροπόσφαιρα, με το καθαρό αποτέλεσμα να είναι μια συνολική αύξηση του όζοντος από την επιφάνεια στα 12 χιλιόμετρα.
Για να κατανοήσουν τι προκαλούσε τις παρατηρούμενες αλλαγές στο όζον, οι ερευνητές εξέτασαν τα αποθέματα εκπομπών ενός από τους κύριους προδρόμους του όζοντος, τα οξείδια του αζώτου (NOx), που χρησιμοποιήθηκαν ως είσοδος για το παγκόσμιο μοντέλο μεταφοράς χημείας MERRA-2 GMI, το οποίο αναπαράγει με ακρίβεια το IAGOS μετρήσεις. Το μοντέλο έδειξε ότι οι αυξημένες ανθρωπογενείς εκπομπές στις τροπικές περιοχές οδήγησαν πιθανώς στην παρατηρούμενη αύξηση του όζοντος στο Βόρειο Ημισφαίριο.
Στη συνέχεια, ο Γκαουντέλ έχει σκοπό να ρίξει μια πιο προσεκτική ματιά στο όζον στις τροπικές περιοχές. Η Αφρική μπορεί να αναδυθεί ως παγκόσμιο hotspot για πρόδρομους ατμοσφαιρικής ρύπανσης, σύμφωνα πάντα με τις προβλέψεις του. Θα συγκρίνει επίσης τις μετρήσεις τροπικού όζοντος από το IAGOS, που λαμβάνονται πάνω από τις μολυσμένες περιοχές, με μετρήσεις από την εκστρατεία της NASA Atmospheric Tomography (ATom), η οποία μέτρησε ιχνοστοιχεία και σωματίδια αερολύματος σε πιο απομακρυσμένες, και λιγότερο μολυσμένες περιοχές, συμπεριλαμβανομένων των τροπικών περιοχών. Και θα εξετάσει μετρήσεις από το TROPOMI, ένα όργανο του δορυφόρου της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος που συλλέγει πληροφορίες για την ατμοσφαιρική σύνθεση.
«Θέλουμε να κατανοήσουμε τη μεταβλητότητα του όζοντος και των προδρόμων του και τον αντίκτυπο των μολυσμένων περιοχών σε απομακρυσμένες περιοχές», επισήμανε ο Γκαουντέλ. «Με δεδομένο ότι πλέον χρησιμοποιούμε τα καλύτερα εργαλεία που υπάρχουν αυτή τη στιγμή στην επιστημονική κοινότητα, συμπεριλαμβανομένων των δεδομένων IAGOS, ATom και TROPOMI, για τη λήψη προφίλ και στηλών όζοντος και των προδρόμων του από διαφορετικά είδη ανθρώπινων δραστηριοτήτων και φυσικών πηγών».
