Analizując dane z długoterminowych obserwacji satelitarnych i stosując nową metodę, która traktuje aerozole jako znaczniki, naukowcy odkryli, że te ścieżki z Chin przesuwają się nieco na północ ze względu na globalne ocieplenie. Źródło: Shinichiro Kinoshita
Naukowcy proponują nowatorski wskaźnik wykorzystujący aerozole do badania zmian w transgranicznych drogach zanieczyszczenia powietrza spowodowanych zmianami klimatycznymi.
Zmiana klimatu jest obecnie jednym z najpilniejszych wyzwań środowiskowych, przyczyniając się do ekstremalnych zjawisk pogodowych, takich jak susze, pożary i powodzie. Główną przyczyną zmian klimatycznych jest emisja gazów cieplarnianych wynikająca z działalności człowieka, które zatrzymują ciepło i podnoszą temperaturę Ziemi. Ponadto aerozole, takie jak cząstki stałe (PM2,5), wpływają nie tylko na zdrowie publiczne, ale także na klimat Ziemi, pochłaniając i rozpraszając światło słoneczne oraz modyfikując charakterystykę chmur.
Chociaż ogłaszane są prognozy dotyczące przyszłych zmian klimatycznych, możliwe jest, że skutki zmian klimatycznych będą poważniejsze, niż przewidywano. Dlatego konieczne jest dokładne i możliwie najwcześniejsze wykrywanie zmian klimatycznych.
Opierając się na tych spostrzeżeniach, zespół badawczy z Japonii, kierowany przez profesora Hitoshi Irie z Centrum Teledetekcji Środowiskowej na Uniwersytecie Chiba, wykorzystał długoterminowe dane obserwacyjne do zbadania wpływu zmian klimatycznych na transgraniczne zanieczyszczenie powietrza w zawietrznej części Chin za pomocą aerozoli. Wykorzystali całkowicie unikalną perspektywę wpływu aerozoli na klimat i opracowali nowy miernik umożliwiający wykrywanie zmian klimatycznych, uznając aerozole za wskaźniki.
Dane obserwacyjne i wkład zespołu
„Znaczenie tego badania polega na tym, że większość jego wyników pochodzi z danych obserwacyjnych. W naukach przyrodniczych skupionych na badaniach Ziemi ostatecznym celem jest połączenie bardzo dokładnych danych uzyskanych z obserwacji, aby ilościowo zrozumieć procesy zachodzące na Ziemi i dążyć do niezmiennych prawd. Zatem im więcej mamy danych obserwacyjnych, tym lepiej. Dzięki ciągłym obserwacjom Ziemi przez główne japońskie satelity obserwacyjne Ziemi (takie jak seria GCOM, seria GOSAT, seria Himawari i seria ALOS), naszym celem jest uzupełnienie tych wysiłków symulacjami numerycznymi i metodologiami nauki o danych, aby osiągnąć bezpieczne środowisko globalne które łagodzą skutki kryzysu klimatycznego.” wyjaśnia prof. Irie.
W skład zespołu badawczego weszli pani Ying Cai z Graduate School of Science and Engineering, Chiba University, dr Alessandro Damiani z Centrum Adaptacji do Zmian Klimatu, Narodowego Instytutu Studiów nad Środowiskiem, dr Syuichi Itahashi i profesor Toshihiko Takemura z Instytutu Badawczego for Mechaniki Stosowanej na Uniwersytecie Kyushu oraz dr Pradeep Khatri z Wydziału Nauki i Inżynierii Uniwersytetu Soka. Wyniki ich badania udostępniono w Internecie 23 maja 2024 r. i opublikowano w czasopiśmie: Nauka o środowisku całkowitym 20 sierpnia 2024 r.
Chiny są głównym sprawcą zanieczyszczenia powietrza w Azji Wschodniej. Obszar zawietrzny Chin analizowany w tym badaniu to wyjątkowy obszar otwartego oceanu z minimalną ingerencją człowieka, a jednocześnie stanowiący ważną strefę transgranicznych dróg zanieczyszczenia powietrza, co czyni go idealnym miejscem do badania zmian meteorologicznych wynikających ze zmiany klimatu.
W swoim badaniu naukowcy przeanalizowali zbiory danych o głębokości optycznej aerozolu (AOD) pochodzące z satelitów, zbiory danych z ponownej analizy i symulacje numeryczne skupione na Oceanie Spokojnym w obszarze zawietrznym Chin, w ciągu 19 lat, od 2003 do 2021 r. AOD, miara ilość światła słonecznego blokowanego przez aerozole, jest kluczowym czynnikiem w analizie aerozoli i ich wpływu na zmiany klimatyczne.
Ustalenia i implikacje RAOD
Naukowcy opracowali nową metrykę o nazwie RAOD w którym wykorzystano potencjał aerozoli jako wskaźników do oceny wpływu zmiany klimatu na transgraniczne ścieżki zanieczyszczenia powietrza. Korzystanie z RAOD badaczom udało się określić ilościowo znaczące czasowe zmiany w transporcie aerozolu. Odkryli, że długoterminowe zmiany w RAOD spowodowane zmianami klimatycznymi, zostały zrównoważone większymi z roku na rok zmianami w polu meteorologicznym. Co więcej, trendy sezonowe wykazały, że wiosną i zimą aerozole przemieszczały się z zachodu na wschód, a latem na północ. Doszli do wniosku, że prawdopodobieństwo przetransportowania aerozoli z Chin daleko na wschód jest niskie, co podkreśla zmianę w drogach zanieczyszczeń transgranicznych w wyniku globalnego ocieplenia. W tym badaniu autorom udało się wykryć zmiany klimatyczne przy użyciu długoterminowych danych z obserwacji satelitarnych, w przeciwieństwie do większości istniejących badań, w których śledzono transgraniczne zanieczyszczenie powietrza za pomocą symulacji modelowych.
„Wyniki te sugerują, że RAOD jest cennym miernikiem służącym do ilościowego określenia długoterminowych zmian w transgranicznych drogach zanieczyszczenia powietrza spowodowanych zmianami klimatycznymi. Wyniki te są szczególnie istotne, ponieważ większość z nich pochodzi z danych obserwacyjnych” – mówi prof. Irie, podkreślając znaczenie badania. Dzieląc się przyszłymi konsekwencjami swojego badania, podsumowuje: „Skutki zmian klimatycznych mogą być poważniejsze, niż obecnie przewidywano. Badanie to pomoże zweryfikować przewidywania dotyczące zmian klimatycznych z niekonwencjonalnej perspektywy „obserwacji aerozoli”, umożliwiając dokładniejsze zrozumienie postępu zmian klimatycznych i wdrożenie racjonalnych środków zaradczych”.
Podsumowując, niniejsze badanie pokazuje innowacyjne zastosowanie aerozoli jako wskaźników zmiany klimatu, co stanowi znaczący krok naprzód w światowych wysiłkach na rzecz rozwiązania palącego problemu zmian klimatycznych.
Odniesienie: „Wykrywalność potencjalnego wpływu zmiany klimatu na transgraniczne ścieżki zanieczyszczenia powietrza w obszarze zawietrznym Chin”, autorzy: Ying Cai, Hitoshi Irie, Alessandro Damiani, Syuichi Itahashi, Toshihiko Takemura i Pradeep Khatri, 23 maja 2024 r., Nauka o środowisku całkowitym.
DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.173490
Finansowanie: JSPS KAKENHI, the JAXA Trzecie ogłoszenie badawcze dotyczące obserwacji Ziemi, Japońska Agencja Odnowy i Ochrony Środowiska, MEXT
