Systém včasného varování před extrémy horka a ozónu v Číně

Vysoké teploty zhoršují produkci ozonu na úrovni země, což má za následek smrtící kombinaci extrémního horka a špatné kvality vzduchu, což je zvláště nebezpečné pro děti, seniory a lidi trpící již existujícími dýchacími potížemi.

Stejně jako většina světa se i Čína potýká s rostoucími teplotami a delšími a častějšími vlnami veder. Ale kvůli svému rychlému a energeticky náročnému rozvoji také zaznamenává nárůst produkce klíčových prekurzorů ozonu, těkavých organických sloučenin (VOC) a oxidů dusíku (NO)._X). V tak lidnaté zemi, jako je Čína, tato kombinace představuje vážnou hrozbu pro lidské zdraví, zejména ve velkých městských oblastech, jako je Peking.

Nyní tým výzkumníků spolupracujících s Harvard-China Project na Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) a Hong Kong Baptist University identifikoval rozsáhlé vzory počasí, které by mohly být použity k předpovědi ko- výskyt extrémních veder a ozonových dnů v Číně měsíce před jejich výskytem. Stejně jako předpovědi pro období hurikánů a lesních požárů mohou předpovědi pomoci vládě připravit zdroje a implementovat politiku ke zmírnění závažnosti sezóny.

Výzkum byl nedávno zveřejněn v Annals of the National Academy of Sciences.

“Toto léto jsme již viděli rekordní vlny veder po celém světě, včetně Číny, kde místní emise vedly k podstatnému znečištění ozónem,” řekl Fan Wang, SEAS a Harvard-China Project Visiting Research Fellow, kandidát Ph. D. Baptist University of Hong Kong a spoluautorem studie. “Náš výzkum by mohl mít v budoucnu důležité důsledky, které by agenturám, jako je čínské ministerstvo pro ekologii a životní prostředí, umožnily připravit se na vysoká letní vedra a jarní ozón.”

Výzkumný tým vedený Michaelem McElroyem, profesorem environmentálních studií SEAS Gilbert Butler a předsedou Harvard-China Project, a Meng Gao, profesorem hongkongské baptistické univerzity a bývalým postdoktorandským výzkumným pracovníkem SEAS, analyzoval minulá data o počasí a denní hladiny ozonu. detekovat vzory, které lze použít k předpovědi sezóny.

Kvůli nedostatku dlouhodobých denních pozorování koncentrací přízemního ozonu vědci použili sofistikovaný model strojového učení k rekonstrukci úrovní zpět do roku 2005. Pomocí tohoto souboru dat tým identifikoval vzory povrchového ohřevu moře v západní Tichý oceán, západní Indický oceán a Rossovo moře u pobřeží Antarktidy, které předcházelo létům s vysokými horky a ozónem na severovýchodě Číny, včetně Pekingu.

Teplé povrchové teploty moře v těchto oblastech vedou k poklesu srážek, oblačnosti a cirkulace v této oblasti Číny, známé jako Severočínská nížina, která je domovem asi 300 milionů lidí.

“Tyto anomálie v povrchové teplotě moře ovlivňují srážky, záření a další, což moduluje společný výskyt vln veder a znečištění ozonem,” řekl Gao, spoluautor článku a spolupracovník na Harvardu v Číně.

Týmový model koreloval tyto anomálie s nárůstem vln veder a ozónu asi v 80 % případů.

Vládní úřady by mohly tyto předpovědi využít nejen k vydávání varování pro lidské zdraví a zemědělství, ale také ke snížení složek ozonu a jeho prekurzorů v atmosféře před tím, než udeří extrémní vlny veder.

“Schopnost předpovídat výhled pro výjimečně horká léta a výjimečně vysoké letní hladiny ozonu v Číně jednoduše na základě teplotních vzorců pozorovaných o měsíce dříve v odlehlých oceánských oblastech je opravdu vzrušující,” řekl McElroy.

Tento článek napsali společně Yihui Ding, Zhiwei Wu, Yangyang Xu, Xiao Lu, Zifa Wang a Gregory R. Carmichael.