Una afluencia de contaminación de Asia en el oeste de los Estados Unidos y las olas de calor más frecuentes en el este de los Estados Unidos son responsables de la persistencia del smog en estas regiones durante el último cuarto de siglo a pesar de las leyes que restringen la emisión de productos químicos que forman el smog de los tubos de escape y las fábricas.

El estudio, dirigido por investigadores de la Universidad de Princeton y del Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos (GFDL) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, destaca la importancia de mantener controles de emisiones nacionales en los vehículos de motor, centrales eléctricas y otras industrias en un momento en que la contaminación es cada vez más global.

Publicado el 1 de marzo en la revista Química y Física Atmosféricas , el estudio analizó las fuentes del smog, también conocido como ozono a nivel del suelo, a lo largo de un período que va desde la década de 1980 hasta la actualidad. Ozono a nivel del suelo, que es distinto del ozono en la atmósfera superior que protege al planeta de la radiación ultravioleta, es perjudicial para la salud humana, exacerbando los ataques de asma y causando dificultad para respirar. También daña árboles y cultivos sensibles.

A pesar de una reducción del 50 por ciento en los productos químicos que forman smog, como los óxidos de nitrógeno, comúnmente conocido como "NOx", durante los últimos 25 años, Los niveles de ozono medidos en las zonas rurales del oeste han aumentado. Y aunque el ozono en el este de EE. UU. Ha disminuido en general, los niveles pueden aumentar durante las olas de calor.

El estudio rastreó el aumento del ozono en el oeste hasta la afluencia de contaminación de los países asiáticos, incluida China, Corea del Norte y del Sur, Japón, India, y otros países del sur de Asia. Colectivamente, la región ha triplicado sus emisiones de NOx desde 1990. En el este de EE. UU., mientras tanto, las olas de calor, que se han vuelto más frecuentes en las últimas décadas, atrapan el aire contaminado en su lugar, conduciendo a escaladas temporales en el ozono producido localmente.

El estudio explica por qué los niveles de ozono de primavera medidos en el Parque Nacional de Yellowstone y otros parques occidentales lejos de las áreas urbanas han aumentado durante el último cuarto de siglo. Según el estudio, Los niveles de ozono de primavera en los parques nacionales aumentaron durante ese período de 5 a 10 partes por mil millones (ppb), lo cual es significativo dado que el estándar federal de ozono es de 70 ppb.

La afluencia de contaminación de Asia podría dificultar que estas áreas cumplan con los estándares federales de ozono. según los autores del estudio. "El aumento del ozono de fondo debido al aumento de las emisiones de Asia deja menos espacio para la producción local de ozono antes de que se viole la norma federal, "dijo el autor principal Meiyun Lin, investigador del Programa de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas de la Universidad de Princeton y científico de GFDL.

Los coautores de Lin fueron Larry Horowitz, también de GFDL; Richard Payton y Gail Tonnesen de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos; y Arlene Fiore del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty y del Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente de la Universidad de Columbia.

Usando mediciones de ozono combinadas con modelos climáticos desarrollados en GFDL, los autores identificaron la contaminación de Asia como la causa del aumento del ozono en los parques nacionales del oeste de EE. UU. en la primavera, cuando los patrones del viento y el clima empujan la contaminación asiática a través del Océano Pacífico. En el verano, cuando estos patrones climáticos disminuyan, Los niveles de ozono en los parques nacionales todavía están por encima de lo que se esperaría dadas las reducciones de los precursores del ozono en Estados Unidos.

Si bien se sabe desde hace más de una década que la contaminación asiática contribuye a los niveles de ozono en los Estados Unidos, Este estudio es uno de los primeros en categorizar hasta qué punto el aumento de las emisiones asiáticas contribuye al ozono de EE. UU. según Lin.

En el este de los Estados Unidos, donde la contaminación asiática es un contribuyente menor al smog, Los controles de emisión de NOx han logrado reducir los niveles de ozono. Sin embargo, los períodos de calor extremo y sequía pueden atrapar la contaminación en la región, empeorando los días malos del ozono. Las reducciones regionales de emisiones de NOx aliviaron la acumulación de ozono durante las recientes olas de calor de 2011 y 2012, en comparación con olas de calor anteriores, como las de 1988 y 1999. A medida que las olas de calor parecen estar en aumento debido al cambio climático global, Es probable que el smog en el este de EE. UU. empeore, según el estudio.

Los modelos climáticos como los desarrollados en GFDL pueden ayudar a los investigadores a predecir los niveles futuros de smog, permitiendo análisis de costo-beneficio para costosas medidas de control de la contaminación. Los investigadores compararon los resultados de un modelo llamado GFDL-AM3 con las mediciones de ozono de las estaciones de monitoreo en el transcurso de los últimos 35 años. desde 1980 hasta 2014.

Los estudios anteriores que utilizaban modelos globales no coincidían con los aumentos de ozono medidos en los parques nacionales occidentales. Lin y los coautores pudieron hacer coincidir las mediciones al limitar su análisis a los días en que el flujo de aire proviene predominantemente del Océano Pacífico.

Modelar las fuentes de contaminación del aire puede ayudar a explicar de dónde proviene el ozono medido en los parques nacionales. explicó Lin. "El modelo nos permite dividir la contaminación atmosférica observada en componentes impulsados ​​por diferentes fuentes, " ella dijo.

El equipo también analizó otros contribuyentes al ozono a nivel del suelo, como el metano global del ganado y los incendios forestales. Las emisiones de los incendios forestales contribuyeron con menos del 10 por ciento y el metano alrededor del 15 por ciento del aumento del ozono en el oeste de EE. UU. mientras que la contaminación atmosférica asiática contribuyó hasta en un 65 por ciento.

Estos nuevos hallazgos sugieren que es necesaria una perspectiva global al diseñar una estrategia para cumplir con los objetivos de calidad del aire del ozono de EE. UU. dijo Lin.

El efecto negativo de la contaminación importada en la capacidad de EE. UU. Para lograr sus objetivos de calidad del aire no es del todo inesperado. según Owen Cooper, un científico investigador senior en la Universidad de Colorado y el Laboratorio de Investigación del Sistema Terrestre de la NOAA, que está familiarizado con el estudio actual pero no participa directamente. "Hace veinte años, Los científicos primero especularon que el aumento de las emisiones asiáticas algún día compensaría algunas de las reducciones de ozono internas de Estados Unidos, Cooper dijo:"Este estudio aprovecha más de 25 años de observaciones y modelos detallados de retrovisores para demostrar de manera integral que estas primeras predicciones eran correctas".