Por muchos años, Los gerentes de calidad del aire han identificado niveles elevados de ozono en Sheboygan, Wisconsin, zona. Sigue siendo un misterio atmosférico, ya que los altos niveles de ozono suelen estar asociados con las ciudades más grandes. También es un tema de gran preocupación para los funcionarios de salud pública porque el ozono es un irritante respiratorio conocido que representa una amenaza para la salud de las poblaciones vulnerables. especialmente los jóvenes y los ancianos, y aquellos con problemas respiratorios como asma.

En un esfuerzo por desentrañar el misterio y comprender cómo se mueve la contaminación a lo largo de la costa occidental del lago Michigan, Investigadores del Centro de Ciencia e Ingeniería Espacial (SSEC) de la Universidad de Wisconsin-Madison se han unido a un estudio atmosférico sobre Sheboygan y otras ciudades a lo largo de la costa del lago.

El objetivo del Estudio de ozono del lago Michigan (LMOS 2017) es comprender cómo las corrientes de viento pueden transportar la contaminación de un lugar a otro, especialmente el ozono, que plantea riesgos para la salud humana cuando se encuentra cerca de la superficie de la Tierra. Los datos recopilados también se integrarán en los modelos de ozono utilizados por los gerentes de calidad del aire en agencias como la Agencia de Protección Ambiental (EPA), el Consorcio de Directores de Aire del Lago Michigan (LADCO), y el Departamento de Recursos Naturales de Wisconsin.

"Queremos ayudar a mejorar estos modelos y predecir mejor cuándo ocurrirán los eventos de ozono, y a la vez, proteger la salud, "dice Brad Pierce, un científico físico de la NOAA que está destinado en UW – Madison y está liderando la campaña LMOS.

El estudio representa una asociación de múltiples agencias de $ 1.3 millones que incluye a la NASA, la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), EPA, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), el Instituto de Investigaciones de Energía Eléctrica (EPRI), y otras organizaciones y universidades.

"El plan es recopilar datos que nos darán un perfil completo de la atmósfera a lo largo de la orilla del lago Michigan, "dice Tim Wagner, Investigador asistente SSEC.

Wagner supervisa los esfuerzos de investigación de un conjunto de instrumentos terrestres, conocido como el Centro de Investigación Atmosférica Portátil SSEC, o SPARC. SPARC es un personalizado Remolque de 17 pies equipado con una variedad de herramientas sensibles que se utilizan para medir la atmósfera, muchos de los cuales fueron diseñados y construidos en SSEC. Los datos recopilados de los instrumentos SPARC en el sitio de estudio ayudarán a construir una imagen de la atmósfera sobre Sheboygan y las áreas circundantes a través de mediciones de viento y temperatura. y ayudar a resolver diferentes tipos de partículas como el hielo, polvo y otros aerosoles.

"Al comprender la estructura atmosférica, da contexto a los demás datos que forman parte de toda la campaña, ", dice Wagner." Es una pieza importante del rompecabezas para comprender lo que está sucediendo allí ".

Los datos del equipo SPARC complementarán las mediciones de la NASA ya recopiladas a partir de instrumentos de detección remota en un avión que vuela en patrones específicos sobre el área, desde Zion, Illinois, a Sheboygan, y datos de un barco de investigación de la NOAA equipado con instrumentos de la EPA que recopilaron mediciones cercanas a la costa y en alta mar. También se sumará a las mediciones de ozono recopiladas a través de automóviles por la EPA Región 5 y la profesora Patricia Cleary de UW-Eau Claire.

"Juntos, el avión, Las mediciones de barcos y tierra ayudarán a construir una imagen más completa de la atmósfera, "Dice Wagner.

Adicionalmente, EPRI ha financiado a Scientific Aviation para proporcionar mediciones desde el aire a lo largo de la costa del lago Michigan y NSF ha financiado a la Universidad de Wisconsin. Universidad de Iowa y Universidad de Minnesota para realizar mediciones químicas detalladas en un sitio terrestre en Zion.

El equipo de tierra de UW-Madison incluye a Tim Bertram, profesor de química, y sus estudiantes graduados Gordon Novak y Michael Vermeuel. Bertram explica que el ozono se encuentra comúnmente en la atmósfera de la Tierra, donde protege a los habitantes de la superficie de la radiación solar dañina, pero suele estar en lo alto y lejos de la gente. Sin embargo, Las fuentes antropogénicas, como la quema de combustibles fósiles, pueden aumentar la producción de ozono a niveles inseguros. especialmente cuando se forma en ciudades o áreas densamente pobladas.

El ozono se produce por combustión incompleta, que crea lo que se conoce como moléculas precursoras, como el óxido nítrico, y compuestos orgánicos volátiles. Estos se convierten en ozono mediante un proceso químico dependiente de la luz solar. Los niveles de ozono tienden a ser más altos durante los meses de verano debido al aumento de la intensidad solar.

La EPA es responsable de establecer estándares de contaminación por ozono en todo el país y trabaja con agencias estatales para monitorear las condiciones de calidad del aire. Las ciudades que no cumplen con ciertos estándares de calidad del aire deben someterse a un proceso de planificación para delinear formas de reducir contaminantes como el ozono. Atravesar, que ha estudiado el transporte de ozono durante más de 20 años, dice que la mejora de los modelos ayudará a la EPA ya las ciudades a planificar las necesidades y requisitos futuros de calidad del aire.

"La fase de campo del Estudio de ozono del lago Michigan de 2017 ha sido un éxito abrumador y esperamos utilizar las mediciones recopiladas durante la campaña para ayudar a comprender por qué los monitores de ozono costeros muestran niveles de ozono más altos que en el interior, y mejorar nuestra capacidad para modelar el ozono dentro de esta compleja región, "dice Pierce.