Ziemio! Oddychaj! Czyste powietrze w walce z katastrofą klimatyczną

W 2021 roku Międzynarodowy Dzień Czystego Powietrza dla Błękitnego Nieba przypada 7 września. To druga edycja tego święta, ustanowionego przez ONZ w grudniu 2019 roku, którego celem jest podnoszenie świadomości społecznej i inicjowanie działań na rzecz poprawy jakości powietrza, które ma kluczowe znaczenie dla zdrowia ludzi i łagodzenia zmiany klimatu. Z okazji tegorocznej edycji, obchodzonej pod hasłem „Zdrowe Powietrze, Zdrowa Planeta”, Światowa Organizacja Meteorologiczna opublikowała pierwszy w historii Air Quality and Climate Bulletin.

Zanieczyszczenie powietrza ma znaczący wpływ na zdrowie ludzi. W ostatnim raporcie Global Burden of Disease – 2019 (http://www.healthdata.org/gbd/2019) informowano, że śmiertelność spowodowana złą jakością powietrza atmosferycznego wzrosła z 2,3 mln w 1990 roku (91% z powodu cząstek stałych, 9% z powodu ozonu) do 4,5 mln w 2019 roku (92% z powodu cząstek stałych, 8% z powodu ozon). Pandemia COVID-19 i związane z nią ograniczenia w podróżowaniu i transporcie produktów, jak również mniejsza produkcja przemysłowa, doprowadziły do krótkotrwałego spadku emisji kluczowych zanieczyszczeń powietrza w 2020 roku, zwłaszcza na obszarach miejskich. Jednak redukcja nie była równomiernie rozłożona na wszystkie regiony lub na wszystkie rodzaje zanieczyszczeń. Jak wynika z raportu WMO, w wielu częściach świata wciąż brakuje wytycznych dotyczących jakości powietrza.

Air Quality and Climate Bulletin to pierwszy tego rodzaju dokument opublikowany przez WMO. Zwrócono w nim uwagę na główne czynniki, które wpłynęły na jakość powietrza w 2020 roku w porównaniu z innymi latami. Potwierdzono również ścisły związek między jakością powietrza a zmianą klimatu. Mimo że emisje antropogeniczne spadły w wyniku kryzysu gospodarczego związanego z COVID-19, to jakość powietrza w wielu regionach nie uległa poprawie. Ekstremalne zjawiska meteorologiczne, napędzane zmianami klimatycznymi i środowiskowymi, wywołały bowiem bezprecedensowe burze piaskowe i pyłowe oraz pożary, które wpłynęły na jakość powietrza. Jest wysoce prawdopodobne, że ten trend utrzyma się w 2021 roku. Niszczycielskie pożary w Ameryce Północnej, Europie i na Syberii wyemitowały do atmosfery miliony ton szkodliwych dla ludzi i zwierząt substancji, a gigantyczne burze piaskowe i pyłowe, jak ta która miała miejsce w Chinach 15 marca, spowodowały poważne utrudnienia w funkcjonowaniu całych regionów.

Czy wiesz, że zanieczyszczenie powietrza i zmiana klimatu są ze sobą ściśle powiązane?

Zależność klimatu od jakości powietrza wynika z szeregu złożonych interakcji w samej atmosferze, jak również między atmosferą a biosferą i kriosferą. Zanieczyszczenie powietrza tworzą gazy i małe cząstki zwane aerozolami, które mają szkodliwy wpływ na ludzkie zdrowie, środowisko i klimat. To ozon troposferyczny, zwany również „złym ozonem”, który powstaje głównie na terenach miejskich i jest gazem cieplarnianym. Uszkadza on rośliny, zmniejsza zdolność ekosystemów do pochłaniania dwutlenku węgla i dodatkowo nagrzewa dolne warstwy atmosfery. Pyły, gazy i aerozole wpływają na ilość promieniowania słonecznego pochłoniętego lub odbitego od Ziemi, powodując w ten sposób dodatkowe nagrzewanie lub ochładzanie się naszej planety. Gdy cząsteczki zanieczyszczeń osadzają się na śniegu i lodzie, powierzchnie te stają się ciemniejsze i nie odbijają promieni słonecznych, ale je pochłaniają, i w konsekwencji topią się, co uruchamia kolejne negatywne konsekwencje dla środowiska i klimatu Ziemi. Dalszą konsekwencją wzrostu temperatury jest zwiększanie się emisji lotnych związków organicznych, które przyczyniają się do powstawania ozonu i aerozoli w troposferze. Globalne ocieplenie i zmiany w przestrzennym i czasowym rozkładzie opadów modyfikują częstotliwość i intensywność pożarów, które zwiększają poziom zanieczyszczenia atmosfery. Zmienia się również cyrkulacja powietrza – w wielu regionach częstsze stają się okresy kiedy powietrze pozostaje w stagnacji, co ogranicza możliwość usuwania zanieczyszczeń, podczas gdy w innych miejscach silne wiatry prowadzą do ekstremalnych zdarzeń związanych z przemysłowymi awariami. Jak widać, zanieczyszczenie powietrza napędza zmianę klimatu, a zmieniający się klimat prowadzi do jeszcze większym emisji zanieczyszczeń.

Wpływ COVID-19 na jakość powietrza

Rządy na całym świecie zareagowały na pandemię COVID-19, ograniczając zgromadzenia, zamykając miejsca publiczne i nakładając blokady. Zasada „zostań w domu” doprowadziła do bezprecedensowego we współczesnej historii zmniejszenia emisji zanieczyszczeń. Jednak niektóre badania wskazują, że w wielu częściach świata stężenie np. pyłu PM2,5 prawdopodobnie nie spełniłoby wytycznych Światowej Organizacji Zdrowia, nawet pomimo drastycznego ograniczenia działalności człowieka.

W ramach programu WMO/Global Atmosphere Watch zbadano poziom kluczowych zanieczyszczeń powietrza z ponad 540 stacji pomiarowych, zlokalizowanych w 63 miastach z 25 krajów położonych w siedmiu regionach geograficznych świata. Dane posłużyły do analizy zmian jakości powietrza pod względem stężenia m.in. pyłów PM2,5, dwutlenku siarki (SO2), tlenków azotu (NOx), tlenku węgla (CO) i ozonu (O3).

Analiza wykazała, że w 2020 roku średnie stężenie NO2 zmniejszyło się o ok. 70 proc., a średnie stężenie PM2,5 o 30-40 proc. w porównaniu z poziomami z lat 2015-2019. Przy czym wartości stężenia pyłu zawieszonego były przestrzennie zróżnicowane. Na przykład w niektórych hiszpańskich miastach zanotowano wzrost poziomu PM2,5, co przypisywano głównie transportowi na duże odległości afrykańskiego pyłu i/lub spalaniu biomasy.

Zmiany stężenia ozonu różniły się znacznie w poszczególnych regionach – w Europie notowano niewielki wzrost lub brak zmiany, z kolei w Azji Wschodniej i Ameryce Południowej znaczne zwiększenie się poziomu tego gazu (odpowiednio o 25 i 30 proc.).

Stężenia dwutlenku siarki były w 2020 roku od 25 do 60 proc. niższe niż w latach 2015-2019 we wszystkich regionach. Spadło również zanieczyszczenie tlenkiem węgla – z największą redukcją w Ameryce Południowej (do ok. 40 proc.).

IMGW-PIB potwierdza zależności rozwoju pandemii COVID-19 z pogodą i klimatem

Eksperci z IMGW-PIB oraz CMKP przeprowadzili w 2021 roku szereg analiz i badań, mających na celu odpowiedź na pytanie – czy istnieje związek między warunkami meteorologicznymi (temperaturą, wilgotnością względną, nasłonecznieniem, prędkością wiatru) i dynamiką pandemii COVID-19 w Polsce. Na podstawie oficjalnych danych Ministerstwa Zdrowia o liczbie przypadków potwierdzonych laboratoryjnie i liczbie zgonów związanych z COVID-19 oraz z wykorzystaniem danych meteorologicznych z 55 stacji synoptycznych w Polsce i danych terytorialnych, zespoły analityków uzyskały interesujące wnioski.

„Stosując metody statystyczne, staraliśmy się pokazać, czy istnieje korelacja parametrów meteorologicznych z liczbą nowych zakażeń i liczba zgonów”. – wyjaśnia prof. Mariusz Figurski, Dyrektor Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB. – „Udało nam się to wykazać, jednocześnie wyznaczając, ile wynosi przesunięcie, dla którego ta korelacja przyjmuje najwyższe wartości. W naszych analizach wyniosła ona około 10-14 dni, co zgadza się z czasem jaki jest potrzebny, aby wirus po dostaniu się do organizmu mógł dać objawy choroby, następnie, aby pacjent udał się na wizytę lekarską, zdobył skierowanie na test na obecność wirusa oraz ten test znalazł się w rejestrze potwierdzonych pozytywnych testów danego dnia. Można to interpretować w ten sposób, że w pewnych warunkach atmosferycznych jest łatwiej o zakażenie niż w innych”.

Mając taką wiedzę, można próbować stosować pewne formy obostrzeń (np. zawieszone zajęcia w szkołach) w regionach, dla których prognozowane jest wystąpienie bardzo niekorzystnych warunków meteorologicznych lub po prostu ostrzegać osoby starsze lub narażone na ciężki przebieg COVID-19, że na danym terenie następnego dnia będzie zwiększone ryzyko zakażeń. Takie działanie prewencyjne wydaje się być bardziej skuteczne niż tłumienie już rozpędzonej fali zakażeń.

O szczegółach badania można przeczytać w komunikacie https://www.imgw.pl/wydarzenia/imgw-pib-i-cmkp-pogoda-i-transmisja-koronawirusa-sars-cov-2-w-polsce.

W raporcie WMO pokazano dwa odmienne oblicza problemu jakości powietrza atmosferycznego. Z jednej strony wskazuje się na pozytywne następstwa, jakie ma dla środowiska ograniczenie szkodliwych emisji antropogenicznych „tu i teraz” (przy czym czynnik sprawczy, pandemię COVID-19, należy uznać za tragiczną okoliczność, a nie środek do osiągnięcia długoterminowego celu, jakim jest poprawa jakości powietrza). Jednocześnie jednak specjaliści alarmują, że współczesna zmiana klimatu napędza emisje szkodliwych substancji poprzez ekstremalne zjawiska pogodowe, jak pożary lasów czy burze pyłowe. Jeżeli w najbliższym czasie świat upora się z problemami wywołanymi przez SARS-COV-2, a gospodarki powrócą do klasycznego modelu opartego na spalaniu paliw kopalnych, konsumpcji i szybkiej produkcji bez względu na koszty środowiskowe, jakość powietrza ulegnie znacznemu pogorszeniu. Czyste niebo w największych światowych aglomeracjach pozostanie jedynie wspomnieniem trudnego czasu pandemii.

Pełny raport WMO Air Quality and Climate Bulletin https://public.wmo.int/en/our-mandate/focus-areas/environment/air_quality

Prognoza zanieczyszczenia powietrza w kraju: powietrze.imgw.pl

Animacja WMO na temat związku jakości powietrza z klimatem https://youtu.be/s4ly6o-VT90