Innsbruck’taki atmosfer araştırmacıları tarafından toplanan veriler, artık hesaplama kısayollarının yüksek nitrojen monoksit emisyonlarının varlığında hatalı sonuçlara yol açtığını gösteriyor.
Yüzeye yakın ozon seviyeleri kentsel alanlarda tahmin edilenden daha düşüktür.
Avrupa’da Avusturya’nın Innsbruck şehir merkezinin yakınında bulunan Innsbruck Atmosfer Gözlemevi’ndeki 40 metrelik gözetleme kulesi, sürekli olarak yüzeye yakın atmosferik bileşim hakkında bilgi sağlar. Girdap kovaryans yöntemi olarak bilinen benzersiz bir ölçüm tekniği kullanarak saatte 36.000 veri noktası kaydeder ve hava bileşeni konsantrasyonlarının sürekli olarak izlenmesine olanak tanır.
Innsbruck Üniversitesi Departmanından Thomas Karl başkanlığındaki uluslararası araştırmacılardan oluşan bir ekip Atmospheric and Cryospheric Sciences, Innsbruck Atmosfer Gözlemevi’nden toplanan verileri kentsel ortamlardaki ozon, nitrojen monoksit ve nitrojen dioksit kimyasının kapsamlı bir incelemesini yapmak için kullanmıştır.
Dizel araçların yüksek oranı Avrupa şehirleri güçlü nitrojen monoksit konsantrasyonlarına yol açar. Bu, nitrojen dioksit üretmek için ozonla reaksiyona girer. Atmosferde nitrojen dioksit tekrar nitrojen monoksite ve atomik oksijene ayrışır ve bu oksijen hemen atmosferik oksijenle birleşerek ozonu oluşturur.
Innsbruck şehrinin yukarısındaki Innsbruck Atmosfer Gözlemevi’nde Thomas Karl, Avusturya. Kredi: Innsbruck Üniversitesi
Yaygın varsayımın iyileştirilmesi gerekiyor
Bu kimyasal döngü, 60 yılı aşkın bir süre önce Philip Leighton tarafından yazılan ilk hava kirliliği ders kitabında matematiksel olarak tanımlandı. İki süreç arasındaki ilişki o zamandan beri Leighton oranı olarak anılmaktadır. Atmosfer kimyasının bilgisayar modelleri, diğer ikisinin konsantrasyonundan ozon, nitrik oksit ve nitrojen dioksit konsantrasyonunu türeterek karmaşıklığı en aza indirmek için Leighton oranını kullanır.
Pratikte bu, örneğin, nitrojen oksitlerle kirlenmiş alanlarda ozon konsantrasyonlarını elde etmek için. Innsbruck atmosfer araştırmacılarının verileri artık, yüksek nitrojen monoksit emisyonlarının varlığında, Leighton tarafından yapılan hesaplamalı basitleştirmelerin yanlış sonuçlara yol açtığını gösteriyor.
Thomas Karl, “yüksek nitrojen monoksit emisyonları olan şehirlerde bu oranın yüzde 50’ye kadar fazla tahmin edilebilir, bu da kentsel alanlarda yer seviyesindeki ozon konsantrasyonlarını fazla tahmin eden model hesaplamalarına yol açabilir.” Kimya-türbülans etkileşimlerinin etkisi, yerden 200 metre yüksekliğe kadar, atmosferin en alt katmanında önemli bir rol oynar.
Innsbruck’ta incelenen etkinin sorumlusu, 1999’daki kentsel alanlardaki güçlü türbülansın birleşimidir. yüksek nitrojen monoksit emisyonlarının varlığı. . Nispeten hızlı kimyasal işlemlerle birleştirilen gazların karıştırılması, daha fazla ozonun nitrojen dioksite dönüştürülmesine yol açar. Araştırmacıların verileri ayrıca, kentsel trafikten kaynaklanan doğrudan nitrojen dioksit emisyonlarının, ikincil formasyona kıyasla büyük ölçüde ihmal edilebilir düzeyde olduğunu gösteriyor. Thomas Karl, “Çevresel düzenlemelerin model hesaplamalara dayanmadığını, gerçek ölçülen kirletici konsantrasyonlarına bağlı olarak yürürlüğe girdiğini belirtmek önemlidir.”
Referans: “Yüksek kentsel NOx, aşağı doğru önemli miktarda kimyasal ozone” yazan Thomas Karl, Christian Lamprecht, Martin Graus, Alexander Cede, Martin Tiefengraber, Jordi Vila-Guerau de Arellano, David Gurarie ve Donald Lenschow, 18 Ocak 2023, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv. add2365
Çalışma, Avrupa Uzay Ajansı ve Avusturya Bilim Fonu tarafından finanse edildi.