Уровень приземного озона снижается быстрее, чем предсказывали модели

Уровни опасного приземного озона в американских городах снижаются благодаря ограничению выбросов от транспорта и промышленности. Однако новое исследование Университета Райс показывает, что широко используемая модель для прогнозирования эффекта от таких мер была излишне консервативной и занижала ожидаемое улучшение.

Особенно в городах на северо-востоке США с 2002 по 2006 год снижение концентраций озона превысило прогнозы, основанные на сокращении выбросов оксидов азота (NOx). Исследование, опубликованное в журнале Atmospheric Environment, указывает, что модель CMAQ (Community Multiscale Air Quality) недооценила сокращение озона на 20–60%.

«Модели в некоторых случаях недооценивали, насколько мы выигрываем от контроля за выбросами NOx», — отметил соавтор работы Дэниел Коэн. Это хорошая новость, но также и вызов, поскольку штаты полагаются на модели для прогнозирования соответствия будущим стандартам по озону. Неточности в моделировании могут повлиять на стратегии контроля.

Озон образуется вблизи поверхности земли в результате сложных химических реакций с участием NOx и углеводородов. Точное моделирование этого процесса критически важно для соблюдения федеральных стандартов, которые сейчас составляют 75 частей на миллиард (ppb). Резкое сокращение выбросов NOx в восточных штатах с 2002 года в рамках программы EPA (Агентства по охране окружающей среды США) «NOx SIP Call» предоставило исследователям возможность проверить точность моделей на реальных данных.

«Мы обнаружили, что даже при использовании лучших доступных данных по выбросам и метеорологии оставался необъяснимый разрыв, особенно для северо-восточных штатов», — пояснил Коэн. В регионах программы смоделированное падение озона составило 4.6 ppb, тогда как наблюдаемое — 8 ppb. Часть этого разрыва может объясняться более быстрым, чем ожидалось, снижением выбросов, но остальное, вероятно, связано с неточностями в описании химии и переноса загрязнителей в модели.

«Реакция озона на изменения NOx и углеводородов нелинейна. Даже лучшие модели могут быть не совсем точны в описании этих взаимосвязей», — заключил Коэн. Это указывает на необходимость пересмотра формулировок в моделях, особенно химических. Хотя консервативность прогнозов может быть предпочтительнее излишне оптимистичных, конечная цель — достичь нормативных показателей наиболее экономически эффективным способом, для чего необходимы точные модели.