Los bloqueos del año pasado en respuesta al COVID-19 resultaron en recortes drásticos de las emisiones, especialmente de los tubos de escape de los vehículos, y, sin embargo, algunas áreas urbanas vieron un pico paradójico en la contaminación del aire por ozono. Un nuevo estudio dirigido por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) utilizó un modelo informático sofisticado para desenredar la complicada red de la química atmosférica y la meteorología para determinar las causas de la mala calidad del aire.

La investigación, publicado en el Journal of Geophysical Research:Atmósferas , encuentra que para algunas regiones del mundo, incluido el norte de China, el aumento de la contaminación por ozono estuvo directamente relacionado con la disminución de las emisiones, mientras que en otras regiones, incluida Europa, las condiciones climáticas inusuales jugaron un papel más importante.

La investigación destaca las complejas interacciones que determinan la calidad del aire y ofrece una idea de lo que podría suceder si se implementaran regulaciones más estrictas sobre la calidad del aire en algunas de las ciudades más contaminadas del mundo.

"La pandemia de COVID-19 nos proporcionó un experimento de calidad del aire global inesperado, "dijo el científico de NCAR Benjamin Gaubert, quien dirigió el estudio. "Con nuestro modelo del sistema terrestre, pudimos investigar cómo respondió la atmósfera a un cambio en los tipos de sustancias químicas emitidas en el aire, en particular cambios en los contaminantes secundarios, como el ozono, que se forman en la atmósfera y no se emiten directamente por actividades humanas ".

La investigación fue financiada por la National Science Foundation, que es el patrocinador de NCAR, La Comisión Europea, la Agencia Espacial Europea, y el Consejo de Subvenciones a la Investigación de Hong Kong.

La contaminación del aire aumentó en algunas ciudades

A principios de 2020, ciudades de todo el mundo comenzaron a bloquearse, primero en China y luego en Europa y en otros lugares, mientras los tomadores de decisiones luchaban por detener la propagación del COVID-19. Un efecto secundario del cierre de escuelas, negocios y otros lugares de reunión fue una fuerte disminución en las emisiones, como óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles, a medida que las personas reducen la conducción y otros tipos de viajes.

En muchas partes del mundo, esta disminución contribuyó a cielos más despejados, y los horizontes a menudo cubiertos de niebla de algunas ciudades importantes, incluidos Los Ángeles y Delhi, se volvió nítido. Sin embargo, Los científicos también notaron que en algunas áreas específicas, De hecho, la contaminación del aire empeoró. Por ejemplo, en algunas ciudades del norte de China, incluyendo Beijing, la contaminación por ozono aumentó significativamente, en algunos casos duplicando.

"Nos sorprendió al principio, pero en serio, no debería haber sido inesperado, "dijo Guy Brasseur, un erudito distinguido del NCAR y coautor del estudio. "De hecho, confirmó lo que sabemos sobre la complejidad del sistema químico".

La calidad del aire está determinada no solo por los contaminantes que se emiten directamente al aire, pero también por la química que transforma esos contaminantes una vez que ingresan a la atmósfera. La calidad del aire también varía según la época del año y las condiciones climáticas. lo que hace que sea difícil atribuir los cambios a la calidad del aire durante los cierres, para bien o para mal, por completo a los propios cierres.

Desenredar la química atmosférica del clima

Para determinar las causas de los cambios en la calidad del aire observados durante la pandemia, el equipo de investigación utilizó la última versión del Modelo de Sistema de Tierra Comunitario basado en NCAR (CESM2.2). Primero simularon cómo se habría visto la calidad del aire en 2020 si las emisiones hubieran estado en línea con los años anteriores y luego repitieron el experimento con las disminuciones reales en las emisiones que se produjeron debido al COVID-19. Comparando los dos, podrían descubrir los impactos del clima y la química atmosférica en la contaminación, específicamente ozono a nivel del suelo.

El ozono se forma en la atmósfera cuando los óxidos de nitrógeno (emitidos principalmente por la quema de combustibles fósiles en vehículos y plantas de energía) y compuestos orgánicos volátiles (emitidos por una variedad de fuentes, incluyendo pinturas, solventes, pesticidas, y materiales de construcción, así como de vehículos) reaccionan en presencia de luz solar y calor. Si bien los óxidos de nitrógeno son un ingrediente necesario para producir ozono, también pueden actuar para destruir el ozono cuando su concentración es demasiado alta.

Durante los bloqueos por pandemia, Esto significó que las reducciones en las emisiones en algunas ciudades que típicamente tienen concentraciones muy altas de óxidos de nitrógeno, incluidas Beijing y otras ciudades en el norte de China, en realidad limitaron la destrucción del ozono que estaba teniendo lugar por los óxidos de nitrógeno adicionales. permitiendo en última instancia que aumente la contaminación local por ozono.

En las ciudades que generalmente están menos contaminadas, incluidas las áreas metropolitanas de los Estados Unidos, el nuevo estudio encuentra que la reducción de las emisiones privó a la atmósfera de un componente esencial para la producción de ozono. y por lo tanto redujo los niveles de contaminación local por ozono.

También se produjeron aumentos en la contaminación por ozono en el norte de Europa durante los cierres. pero el equipo de investigación descubrió que la razón dominante era el clima. En marzo y abril, el norte de Europa estaba más soleado que el promedio y el sur de Europa estaba más nublado. La luz solar adicional en el norte permitió que el ozono se formara más fácilmente, provocando un aumento de la contaminación a pesar de la reducción de las emisiones.

"Es increíblemente importante utilizar modelos que simulen tanto las condiciones meteorológicas como la química atmosférica para comprender correctamente lo que estamos viendo en las observaciones, "Dijo Brasseur.

El estudio también ofrece información sobre las políticas que podrían ser más efectivas para combatir la contaminación del aire. Por ejemplo, en ciudades con niveles extremadamente altos de óxidos de nitrógeno, Podría ser más eficaz limitar los compuestos orgánicos volátiles en lugar de los óxidos de nitrógeno si el objetivo es reducir la contaminación por ozono.

"Este estudio ofrece información sobre los pasos que se podrían tomar para reducir las emisiones y mejorar la calidad del aire, ", Dijo Brasseur." Aprendimos que un enfoque único para todos puede no ser efectivo. Las medidas que pueden necesitarse varían según la temporada y varían según la ubicación ".