Kλιματική αλλαγή: H επίδραση στη ρύπανση του όζοντος και οι συνέπειες

Του Πρόδρομου Ζάνη*

Καθηγητής, Τομέας Μετεωρολογίας και Κλιματολογίας, Τμήμα Γεωλογίας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης

Το όζον κοντά στην επιφάνεια της Γης, είναι ένας ατμοσφαιρικός ρύπος που επηρεάζει αρνητικά την υγεία, τις καλλιέργειες και τα οικοσυστήματα. Οι μελλοντικές αλλαγές του όζοντος σχετίζονται στενά με:

• Μεταβολές στις ανθρωπογενείς και φυσικές εκπομπές πρόδρομων ενώσεων του όζοντος, όπως τα οξείδια του αζώτου (NOx) και οι πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs) που συνδέονται με την καύση ορυκτών καυσίμων ή τις πυρκαγιές,
• Μεταβολές κλιματικών παραμέτρων, όπως η θερμοκρασία, η υγρασία και η ακτινοβολία ή αλλαγές στα καιρικά συστήματα.

Όζον και καύσωνες

Υψηλές συγκεντρώσεις επιφανειακού όζοντος συχνά συνδέονται με επεισόδια φωτοχημικής ρύπανσης σε μεγάλα αστικά κέντρα (και γύρω από αυτά) κατά την διάρκεια επεισοδίων καύσωνα. Σύμφωνα με εκτενή βιβλιογραφία και τις εκθέσεις της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC) και του Παγκόσμιου Μετεωρολογικού Οργανισμού (WMO), εκτιμάται αύξηση στη συχνότητα, την ένταση και τη διάρκεια των κυμάτων καύσωνα στον 21^ο αιώνα, γεγονός που θα μπορούσε να οδηγήσει στην αύξηση επεισοδίων φωτοχημικής ρύπανσης και κακής ποιότητας αέρα σε αστικές περιοχές με υψηλά επίπεδα ρυπογόνων εκπομπών.

Στο πλαίσιο της πρόσφατης 6^ης έκθεσης αξιολόγησης της IPCC (2021), πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις χρησιμοποιώντας την τελευταία γενιά παγκόσμιων μοντέλων του γήινου συστήματος (ESMs) για να ποσοτικοποιηθούν οι μελλοντικές αλλαγές στα επίπεδα του όζοντος.

Με βάση τις ποσοτικές εκτιμήσεις από πέντε παγκόσμια μοντέλα ESMs, πρόσφατη μελέτη μας παρουσίασε για πρώτη φορά, μία παγκόσμια οπτική για τις επιπτώσεις στο επιφανειακό όζον εξαιτίας αποκλειστικά της κλιματικής αλλαγής για διαφορετικά επίπεδα παγκόσμιας θέρμανσης (Zanis et al., 2022). Η ανάλυση μας συμπεριλήφθηκε στο έκτο κεφάλαιο 6ης έκθεσης αξιολόγησης της IPCC (Szopa et al., 2021), ενώ επίσης προβλήθηκε από τον Παγκόσμιο Μετεωρολογικό Οργανισμό (WMO) στο ετήσιο δελτίο του για την ποιότητα του αέρα και το κλίμα  (WMO Air Quality and Climate Bulletin No. 2 – September 2022).

 Σενάρια, επιλογές και επιπτώσεις

Από τις παραπάνω  προσομοιώσεις προκύπτουν τα ακόλουθα κύρια συμπεράσματα:

• Σε ένα σενάριο στο οποίο η παγκόσμια θερμοκρασία του πλανήτη μας συνεχίζει την ανοδική της πορεία στον 21^ο αιώνα λόγω αύξησης των εκπομπών των αεριών του θερμοκηπίου, και οι εκπομπές ατμοσφαιρικών ρύπων αυξάνονται στις αναπτυσσόμενες περιοχές του κόσμου, τα επίπεδα του επιφανειακού όζοντος προβλέπεται επίσης να αυξηθούν σε αυτές τις περιοχές.

Οι αυξήσεις του όζοντος οφείλονται κυρίως στις αυξήσεις των εκπομπών προδρόμων ενώσεων. Ωστόσο, εάν ληφθεί υπόψη μόνο η επίδραση της κλιματικής αλλαγής, η συγκέντρωση του όζοντος προβλέπεται να μειωθεί σε περιοχές απομακρυσμένες από πηγές ρύπανσης (πχ στους ωκεανούς και σε πολλές χερσαίες περιοχές του κόσμου), που σημαίνει ότι σε αυτές τι περιοχές  υπάρχει ένα κλιματικό όφελος (climate benefit)  λόγω κλιματικής αλλαγής στο επιφανειακό όζον (Σχήμα 1).

Σε αντιδιαστολή, τα επίπεδα του επιφανειακού όζοντος αναμένονται να αυξηθούν σε πολύ ρυπασμένες περιοχές, ιδιαίτερα στην Ασία λόγω της κλιματικής αλλαγής, εάν οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου παραμείνουν υψηλές, έτσι ώστε οι παγκόσμιες θερμοκρασίες να αυξηθούν κατά 2 °C από τα επίπεδα του παρόντος κλίματος (ή 3 °C από τα προβιομηχανικά επίπεδα) μέχρι το δεύτερο μισό του εικοστού πρώτου αιώνα,. Αυτή η επίδραση της κλιματικής αλλαγής στη ρύπανση του όζοντος αναφέρεται ως κλιματική ποινή (climate penalty).

Έτσι, σύμφωνα με αυτό το σενάριο, το μελλοντικό όζον θα μπορούσε να αυξηθεί κατά 20% σε ολόκληρη την περιοχή που περιλαμβάνει το Πακιστάν, τη βόρεια Ινδία και το Μπαγκλαντές, και κατά 10% στην ανατολική Κίνα (Σχήμα 1c). Το μεγαλύτερο μέρος της αύξησης του όζοντος θα οφείλεται σε αύξηση των εκπομπών από την καύση ορυκτών καυσίμων. Όμως, περίπου το ένα πέμπτο αυτής της αύξησης θα οφείλεται στην κλιματική αλλαγή. Ενώ οι περιοχές με την ισχυρότερη προβλεπόμενη κλιματική ποινή καλύπτουν ένα σχετικά μικρό ποσοστό της επιφάνειας της Γης, φιλοξενούν περίπου το ένα τέταρτο του παγκόσμιου πληθυσμού και επομένως η κλιματική αλλαγή θα μπορούσε να επιδεινώσει τα επεισόδια ρύπανσης του όζοντος, οδηγώντας σε επιζήμιες επιπτώσεις στην υγεία για εκατοντάδες εκατομμύρια ανθρώπων. Να επισημανθεί ότι στην Ευρώπη και στις ΗΠΑ υπάρχουν μικρές επιπτώσεις στο όζον.

• Σε ένα μελλοντικό σενάριο παγκόσμιας κλιματικής ουδετερότητας (μηδενικό ισοζύγιο εκπομπών άνθρακα), η μελλοντική εμφάνιση επεισοδίων ακραίας ατμοσφαιρικής ρύπανσης όζοντος θα ήταν περιορισμένη, και τα επίπεδα του επιφανειακού όζοντος προβλέπεται να μειωθούν ακόμα και στις πλέον ρυπασμένες περιοχές του κόσμου.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι προσπάθειες για τον μετριασμό της κλιματικής αλλαγής με την εξάλειψη της καύσης ορυκτών καυσίμων θα μειώσουν επίσης τις περισσότερες ανθρωπογενείς εκπομπές πρόδρομων αερίων του όζοντος (ιδιαίτερα NOx, VOCs και μεθάνιο). Η προσφάτως δημοσιευμένη 6^η Έκθεση της Διακυβερνητικής Επιτροπής για Την Κλιματική Αλλαγή (2021) επισημαίνει επομένως ότι είναι δυνατό να αντιμετωπιστεί η ατμοσφαιρική ρύπανση και η κλιματική αλλαγή ταυτόχρονα, καθώς οι γρήγορες μειώσεις των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου μαζί με αυστηρούς ελέγχους της ατμοσφαιρικής ρύπανσης θα μπορούσαν να ωφελήσουν το κλίμα και να βελτιώσουν την ποιότητα του αέρα. Αναδεικνύεται επομένως η πρόσθετη ανάγκη πολιτικών ελέγχου των εκπομπών ρύπων σε ρυπασμένες περιοχές για την αποφυγή ή τον περιορισμό της αύξησης στο επιφανειακό όζον υπό ένα θερμότερο κλίμα.

• Ο κ.Πρόδρομος Ζάνης είναι Καθηγητής στον Τομέα Μετεωρολογίας και Κλιματολογίας, Τμήμα Γεωλογίας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ). Είναι πτυχιούχος του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ (1992) με Μεταπτυχιακό Δίπλωμα Ειδίκευσης (MSc) στις Ατμοσφαιρικές Επιστήμες το 1994 (Σχολή Περιβαλλοντικών Επιστημών, University of East Anglia, Αγγλία) και Διδακτορικό (PhD) στις Επιστήμες της Φύσης το 1999 (Τμήμα Μετεωρολογίας και Κλιματολογίας, Ινστιτούτο Γεωγραφίας, Πανεπιστήμιο Βέρνης, Βέρνη, Ελβετία).Το 2007 διορίσθηκε ως Επίκουρος Καθηγητής στον Τομέα Μετεωρολογίας και Κλιματολογίας του Α.Π.Θ. ενώ από το 2018  είναι καθηγητής πρώτης βαθμίδος. Είναι κύριος συγγραφέας (Lead Author) στο κεφάλαιο 6 της έκτης έκθεσης αξιολόγησης της Ομάδας Εργασίας Ι (WGI) της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Κλιματική Αλλαγή (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC), μέλος της Ειδικής Επιστημονικής Επιτροπής του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Ενέργειας της Ελλάδας για την αντιμετώπιση της Κλιματικής Αλλαγής και μέλος της Εθνικής Επιτροπής κατά της Ερημοποίησης του Υπουργείου Αγροτικής Ανάπτυξης και Τροφίμων.