I ricercatori utilizzano gli impianti di risalita per trasportare l'attrezzatura per campionare l'aria in vetta. Un sensore di radon viaggia verso la vetta del Monte Bachelor. Credito:Dan Jaffe/Università di Washington Bothell
Una macchia di acqua di mare insolitamente calda al largo della costa occidentale alla fine del 2014 e del 2015, soprannominato "il blob, " aveva effetti a cascata su e giù per la costa. La sua sfera di influenza era centrata sull'ambiente marino ma estesa al clima terrestre.
Uno studio dell'Università di Washington Bothell ora mostra che questo forte modello offshore ha anche influenzato la qualità dell'aria. Il modello climatico ha aumentato i livelli di ozono sopra Washington, Oregon, Utah occidentale e California settentrionale, secondo uno studio pubblicato il 15 febbraio in Lettere di ricerca geofisica , una rivista dell'American Geophysical Union.
"Washington e l'Oregon sono stati davvero il bersaglio di tutta la faccenda, a causa della posizione dei venti, " ha detto l'autore principale Dan Jaffe, un professore di scienze atmosferiche presso l'Università di Washington Bothell. "Salt Lake City e Sacramento erano sull'orlo di questo evento, ma poiché il loro ozono è tipicamente più alto, quelle città hanno subito alcuni degli effetti più acuti".
L'altro autore è Lei Zhang, un ricercatore post-dottorato presso UW Bothell.
Lo studio rileva che gli effetti terrestri del "blob":temperature calde, bassa copertura nuvolosa e aria più calma:erano gli ingredienti perfetti per produrre ozono. I livelli di ozono nel giugno 2015 erano tra 3 e 13 parti per miliardo superiori alla media negli Stati Uniti nordoccidentali. Il modello ha spinto le concentrazioni a Salt Lake City e Sacramento al di sopra dei limiti consentiti dal governo federale.
L'ozono è un componente invisibile dello smog che è un inquinante secondario formato da una reazione a catena. Macchine, fabbriche e altre fonti emettono inquinamento nell'atmosfera. I raggi solari quindi forniscono la scintilla per le reazioni chimiche che producono i tre atomi di ossigeno collegati dell'ozono. Questa molecola è pericolosa per la salute umana ed è soggetta alle normative federali.
Il coautore Lei Zhang indossa un'imbracatura per accedere alle apparecchiature presso il Mount Bachelor Observatory nel settembre 2015. Credito:Pao Baylon/Università di Washington Bothell
Il gruppo di ricerca di Jaffe ha misurato l'ozono dal 2004 in cima al Mount Bachelor nell'Oregon centrale per separare le fonti di ozono e altri inquinanti, come gli incendi boschivi, trasporto di inquinamento dall'estero e inquinamento domestico dagli Stati Uniti. Nel giugno 2015, i membri hanno notato un picco di ozono al di sopra di qualsiasi misurazione precedente.
"All'inizio eravamo tipo 'Whoa, forse abbiamo commesso un errore.' Abbiamo esaminato i nostri sensori per vedere se abbiamo commesso un errore nella calibrazione. Ma non siamo riusciti a trovare errori, " ha detto Jaffe. "Poi ho guardato altri dati sull'ozono provenienti da tutto il Pacifico nord-occidentale, e tutti erano fatti quell'anno".
Le misurazioni di Jaffe provengono dal Mount Bachelor Observatory dell'Università di Washington, nell'Oregon centrale. I membri del suo gruppo utilizzano gli impianti di risalita della collina per il trasporto e l'energia elettrica per supportare le misurazioni durante tutto l'anno al 9, Picco di 000 piedi. L'aria viene aspirata con pompe a vuoto in una stanza per essere campionata da una varietà di strumenti nella cabina di sollevamento della vetta.
I livelli di ozono di giugno 2015 all'osservatorio erano 12 parti per miliardo superiori alla media delle osservazioni precedenti per quel periodo. Jaffe apprese che i responsabili della qualità dell'aria a Sacramento e Salt Lake City avevano più volte registrato medie di otto ore al di sopra del limite di 70 parti per miliardo fissato dall'Agenzia federale per la protezione dell'ambiente.
"Questo era un fenomeno molto diffuso che arrivava fino in California, " Ha detto Jaffe. "I manager hanno visto che la qualità dell'aria stava violando gli standard di qualità dell'aria per molti giorni, e non sapevano perché."
Il nuovo studio analizza dati climatici su larga scala per mostrare che le aree che hanno registrato un ozono più alto del normale erano le stesse regioni che avevano temperature elevate, venti deboli e scarsa copertura nuvolosa.
In alto) La misurazione dell'ozono di giugno 2015 alla vetta del Monte Bachelor (punto rosso) è stata significativamente superiore a qualsiasi delle misurazioni precedenti. Medio) Differenze rispetto ai livelli medi di ozono nel giugno 2015, quando "il blob" stava creando condizioni insolite lungo la costa occidentale. La stella mostra la posizione dell'Osservatorio di Mount Bachelor. In basso) Tipica concentrazione di ozono a giugno negli Stati Uniti. Credito:Dan Jaffe/Università di Washington Bothell
"In definitiva, tutto si ricollega al blob, che è stato l'evento meteorologico più insolito che abbiamo avuto negli ultimi decenni, " disse Jaffe. "Le temperature erano alte, ed era molto meno nuvoloso del normale, entrambi i quali innescano la produzione di ozono. E a causa di quel sistema ad alta pressione al largo della costa, i venti erano molto più bassi del normale. I venti spazzano via l'inquinamento, ma quando non soffiano, si ottiene stagnazione e l'inquinamento è più alto."
Il documento trova anche un effetto da maggiori emissioni biogene, le emissioni profumate di alberi e piante che contengono particelle naturali che producono ozono.
Lo studio si concentra su giugno 2015 perché la stagione degli incendi è iniziata a luglio e ha dominato le condizioni nella tarda estate. Il gruppo di Jaffe sta esplorando questo effetto in un progetto separato.
Mentre è generalmente inteso che le temperature più calde favoriranno la produzione di ozono, Jaffe ha detto, questo studio suggerisce che anche i modelli climatici su più ampia scala svolgono un ruolo nella qualità dell'aria e nella salute umana.
"Le nostre leggi ambientali devono essere scritte con la consapevolezza che c'è molta variabilità da un anno all'altro, e con una comprensione del percorso a lungo termine di dove stiamo andando sotto il cambiamento climatico, " ha detto Jaffe. "Questo lavoro ci aiuta a capire il legame tra la variabilità del clima e la qualità dell'aria, e può darci un'idea di cosa aspettarci mentre il nostro pianeta continua a riscaldarsi".