راندال مارتین، استاد برجسته دانشکده مهندسی مک کلوی دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، آمریکا اظهار کرد: «PM ۲.۵ عامل برجسته تعیین‌کننده محیطی در جهان برای طول عمر است.»
تحقیقات جدید آزمایشگاه مارتین با همکاری مرکز پرواز فضایی گودارد، موسسه فناوری کالیفرنیا و دانشگاه دالاهوسی در نوا اسکوشیا، کانادا، سطوح PM ۲.۵ را در سراسر چین، اروپا و آمریکای شمالی ترسیم کرد. محققان با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای، نظارت بر زمین و سیستم نوآورانه مدل‌سازی رایانه‌ای، اغلب تغییرات جزئی در PM ۲.۵ به استثنای یک مورد را مشاهده کردند. بیشتر تغییراتی که آنان یافتند به دلیل خانه‌نشینی نبوده بلکه به دلیل تنوع طبیعی آب‌وهوایی بوده است.
مارتین گفت: اثرات هواشناسی که روزمره تجربه می‌کنیم نیز بر تنوع PM۲.۵ تاثیر می‌گذارد و هرچه دوره زمانی کوتاه‌تر باشد، PM ۲.۵ حساس‌تر به هواشناسی است.
طی همه‌گیری، در میان تصاویر منتشرشده از اتاق‌های مراقبت‌ویژه شلوغ و قفسه‌های خالی فروشگاه‌های مواد غذایی، برخی نقاط روشن در عکاسی وجود داشت این تصاویر به همراه مقالات، قبل و بعد از بهبود کیفیت هوا به‌دلیل خانه‌نشینی را به تصویر کشیدند. تصاویر بصری هم روی زمین، جایی که آسمان آبی از بزرگراه‌های لس‌آنجلس می‌درخشید، چشمگیر بودند و هم از فضا، داده‌های ماهواره‌های ناسا حاکی از کاهش واضحی در میزان دی‌اکسیدنیتروژن در جو را نشان دادند.
ملانی هامر، دیگر محقق این تحقیق بیان کرد: مردم تعجب کردند، «این تصویر منتشرشده از PM ۲.۵ چیست؟»، سوال واضحی بود، نه فقط به این دلیل که ذرات معلق اغلب از همان منابع دی‌اکسیدنیتروژن تامین می‌شوند، بلکه به این دلیل که دی‌اکسیدنیتروژن می‌تواند PM ۲.۵ را تشکیل دهد.
هامر گفت: «دی‌اکسیدنیتروژن منبع ثانویه PM ۲.۵ محسوب می‌شود. هنگامی‌که دی‌اکسیدنیتروژن منتشر می‌شود با سایر مواد شیمیایی موجود در جو اثر متقابل دارد و می‌تواند PM ۲.۵ را تشکیل دهد. تعدادی از مطالعات اولیه، داده‌های جمع‌آوری شده از مناطق نظارت بر زمین که هوای اطراف را آزمایش می‌کنند، بررسی کردند اما این مناطق زمینی بسیار اندک هستند و قادر به جور کردن یک تصویر بزرگتر نیستند.»
فقط حدود کسری از جمعیت جهان در کشورهایی زندگی می‌کنند که بیش از سه مانیتور ۲.۵ PM به ازای هر یک میلیون نفر دارند. بیشتر مردم در مناطقی زندگی می‌کنند که هیچ نظارتی وجود ندارد.
هامر ادامه داد: «ما تصمیم گرفتیم دوباره با استفاده از یک تصویر کامل‌تر یعنی تصاویر ماهواره‌ای، این مورد را بررسی کنیم. تصاویر تهیه شده توسط ناسا حاوی داده‌هایی برای ستون‌های جو است که زمین را تا مرز فضا فراگرفته است. این داده‌ها که به‌عنوان عمق بصری هواویزه شناخته می‌شوند، مربوط به غلظت PM ۲.۵ سطح هستند که از مدل حامل شیمیایی GEOS-Chem، استفاده کرده و ترکیب جو، واکنش‌ها و روابط اجزای مختلف آن و نحوه حرکت آنها از طریق هوا را شبیه‌سازی می‌کنند. لازم‌به‌ذکر است که GEOS-Chem یک مدل جهانی سه‌بعدی از شیمی جوی است که توسط ورودی هواشناسی از سیستم مشاهده زمین ناسا هدایت می‌شود.»
محققان بر روی سه منطقه که دارای سیستم‌های نظارت بر زمین گسترده هستند، آمریکای شمالی، اروپا و چین متمرکز شدند و تخمین‌های ماهانه PM ۲.۵ را از ژانویه تا آوریل در سال‌های ۲۰۱۸، ۲۰۱۹ و ۲۰۲۰ مقایسه کردند.
هنگامی که آنان سطوح PM ۲.۵ را طی سه سال در ماه‌های هم‌زمان با مراحل قرنطینه هر منطقه مقایسه کردند، سیگنال‌های واضح زیادی از آمریکای شمالی یا اروپا وجود نداشت.
وی گفت: «ما فهمیدیم که واضح‌ترین سیگنال قابل کشف، یک کاهش معنادار در سراسر دشت شمال چین را نشان داد، جایی که در آن سخت‌گیرانه‌ترین قرنطینه‌ها اعمال شده بود.»
برای درک اینکه آیا قرنطینه مسئول این سیگنال است یا خیر و بررسی چندین سیگنال کوچکتر در اطراف مناطق مورد بررسی، گروه تحقیقاتی «شبیه‌سازی حساسیت» را با استفاده از GEOS-Chem انجام داد، پارامترها را تغییر داد تا ببیند کدام سناریو با واقعیت مطابقت دارد.
آنان سناریویی را شبیه‌سازی کردند که در آن انتشارات، ثابت نگه داشته می‌شدند و هواشناسی تنها مسئول تغییرات سال به سال در PM ۲.۵ بود.
هامر افزود: «ما دریافتیم که این سناریو بخش عمده‌ای از اختلافاتی را که مشاهده می‌کنیم، توضیح می‌دهد. آنان همچنین یک شبیه‌سازی انجام دادند که در آن میزان تولید گازهای گلخانه‌ای مربوط به حمل‌ونقل و سایر منابع دی‌اکسیدنیتروژن ساخته شده توسط انسان را کاهش می‌دهد و بازتابی از قرنطینه است، وقتی که تعداد افراد کمتری رانندگی می‌کنند و مکان‌های صنعتی کمتری نیز کار می‌کنند.»
هامر توضیح داد: «این موارد به خودی خود توضیح زیادی ارائه نمی‌کنند اما با ترکیب این دو (انتشارات و هواشناسی) سیگنال دشت شمال چین برجسته شد.»
وی گمان می‌کند که تغییر در سطوح PM ۲.۵ در دشت شمال چین به‌دلیل آلودگی آن در زمان طبیعی بسیار چشمگیر بوده است و به احتمال زیاد شاید شاهد کاهش بیشتری در منطقه‌ای با این غلظت‌های زیاد باشیم. به نوعی، این نکته مهمی را برجسته می‌کند که ممکن است در ابتدا درک نشود؛ متوسط سطوح PM ۲.۵ به‌طور پیوسته در آمریکای شمالی و اروپا کاهش می‌یابد. در واقع مشاهده تغییر در غلظت‌های کم، بسیار دشوارتر است.
همچنین این یافته رابطه پیچیده بین دی‌اکسیدنیتروژن و PM ۲.۵ را تایید می‌کند. اگرچه دی‌اکسیدنیتروژن با دیگر مواد شیمیایی جوی ارتباط برقرار می‌کند و PM ۲.۵ را تشکیل می‌دهد اما این دو رابطه خطی ندارند. دو برابر مقدار دی‌اکسیدنیتروژن در جو، به‌طور حتم منجر به دو برابر PM ۲.۵ نمی‌شود.
هامر گفت: به‌طور شهودی، وی انتظار دارد که شاهد کاهش بیشتر سطوح PM ۲.۵ باشد. نوعی شگفتی بود که هواشناسی چنین نقشی غالبی داشت. معلوم شد که این مورد رابطه پیچیده‌ای است و همیشه آنچه را که انتظار دارید رخ نمی‌دهد.
نتایج این تحقیق در ۲۳ ژوئن در مجله Science Advances منتشر شد.
انتهای پیام
نظرات