99 درصد مردم دنيا هواي آلوده تنفس مي‌کنند!

در ميان عوامل مختلفي که بر اقليم شهرها اثر دارند، ذرات معلق در هوا نقشي اساسي در شکل‌گيري ابرها و تعادل تابشي ايفا مي‌کنند.

اين ذرات ميزان جذب يا بازتاب نور خورشيد، شکل‌گيري ابرها و حتي نحوه بارش را تحت تأثير قرار مي‌دهند.

تاکنون پژوهش‌هاي علمي بيشتر بر روي ذرات اوليه يعني ذراتي که مستقيماً از اگزوز وسايل نقليه، فرايندهاي صنعتي و ساير منابع منتشر مي‌شوند، متمرکز بوده است اما ذرات جديدي که در نتيجه واکنش‌هاي شيميايي در جو شکل مي‌گيرند، کمتر مورد توجه قرار گرفته‌اند.

تأثير ذرات ثانويه بر تنظيم اقليم

با وجود آنکه اين ذرات ثانويه با چشم غيرمسلح قابل مشاهده نيستند، تأثير قابل توجهي بر تنظيم اقليم دارند.

مطالعه‌اي که در مجله One Earth منتشر شده، شواهد محکمي ارائه مي‌دهد که نشان مي‌دهد ذرات جديد در مناطق شهري، فرآيندهاي جوي را به شيوه‌هايي که قبلاً ناديده گرفته شده بودند، تحت تأثير قرار مي‌دهند. اين درک جديد مي‌تواند رويکردهاي مديريت کيفيت هوا و استراتژي‌هاي کاهش تغييرات اقليمي را تغيير دهد.

چرا ذرات معلق شهري براي اقليم اهميت دارند؟

آلودگي هواي شهري يک معضل شناخته‌ شده است اما بيشتر مطالعات پيشين عمدتاً بر شرايط سطح زمين تمرکز داشته‌اند. در حاليکه تشکيل ذرات جديد مستقيماً در جو رخ مي‌دهد و ناشي از واکنش‌هاي شيميايي بين آلاينده‌ها و ترکيبات طبيعي است. اين ذرات تازه شکل‌گرفته مي‌توانند رشد کنند و در نهايت بر توسعه ابرها اثر بگذارند که خود باعث تغييرات اقليمي در سطح محلي و منطقه‌اي مي‌شود.

شهرها حجم زيادي از گازهاي آلاينده را منتشر مي‌کنند که به‌عنوان پيش‌سازهاي تشکيل ذرات عمل مي‌کنند. هنگامي که اين گازها با ترکيبات جوي مخلوط مي‌شوند، ذرات جديدي ايجاد مي‌شود که در لايه‌هاي مختلف جو گسترش مي‌يابند. حضور ذرات ثانويه در جو باعث شده تا تقريباً 99 درصد از جمعيت جهان، هوايي را تنفس مي‌کنند که از استانداردهاي توصيه‌شده پايين‌تر است.

بااين‌حال، به دليل دشواري در اندازه‌گيري اين ذرات در ارتفاعات مختلف، ميزان دقيق تأثير آن‌ها بر اقليم تاکنون نامشخص باقي مانده بود.

نقش ارتفاع در تشکيل ذرات

پژوهشگران اين مطالعه را با استفاده از يک برج هواشناسي 325 متري در پکن انجام دادند. اين برج امکان اندازه‌گيري فرآيندهاي تشکيل ذرات در ارتفاعات مختلف را فراهم کرد و به درک بهتري از تفاوت اين فرآيندها در لايه‌هاي مختلف جو انجاميد.

نتايج اين تحقيق نشان داد که تشکيل ذرات در ارتفاعات بالاتر بسيار بيشتر از آن چيزي است که قبلاً تصور مي‌شد. عواملي مانند افزايش غلظت اسيد سولفوريک و رطوبت نسبي بالاتر در لايه‌هاي بالايي جو شهري، به رشد اين ذرات کمک مي‌کنند.

اين يافته‌ها نشان مي‌دهند که پويايي آلودگي هوا در شهرها بسيار پيچيده‌تر از آن چيزي است که اندازه‌گيري‌هاي سطح زمين نشان مي‌دهند.

وي دو، نويسنده اصلي اين مطالعه اظهار داشت: افزايش تشکيل ذرات در ارتفاعات بالاتر نشان مي‌دهد که اگرچه اندازه‌گيري‌هاي سطح زمين اطلاعات ارزشمندي ارائه مي‌دهند، اما نمي‌توانند تصويري کامل از ديناميک ذرات در شهرهاي پرجمعيت ارائه دهند.

تأثير ذرات معلق بر تشکيل ابرها

ابرها نقش حياتي در تنظيم اقليم زمين ايفا مي‌کنند زيرا نور خورشيد را بازتاب داده و رطوبت را در جو توزيع مي‌کنند. فرآيند تشکيل ابرها به هسته‌هاي ميعان ابر (CCN) بستگي دارد، که سطوحي براي چگالش بخار آب و تبديل آن به قطرات آب فراهم مي‌کنند. بسياري از اين هسته‌ها از ذرات تازه شکل‌گرفته در جو سرچشمه مي‌گيرند.

زماني که آلاينده‌هاي گازي به ارتفاعات بالاتر صعود کرده و با ترکيبات شيميايي موجود در جو واکنش مي‌دهند، به رشد اين ذرات کمک مي‌کنند. با افزايش اندازه، اين ذرات توانايي بيشتري در جذب بخار آب و تشکيل ابرها پيدا مي‌کنند.

اين مطالعه نشان داد که تأثير ذرات جديد بر هسته‌هاي ميعان ابر، حدود 20 درصد بيشتر از آن چيزي است که پيش‌تر برآورد شده بود، که نشان‌دهنده نياز به مدل‌هاي اقليمي دقيق‌تري است که رفتار عمودي ذرات را نيز در نظر بگيرند.

قابليت اين ذرات در تأثيرگذاري بر تشکيل ابرها به اين معناست که آن‌ها مي‌توانند تنظيم دما و الگوهاي بارندگي را نيز تحت تأثير قرار دهند. اين موضوع پيامدهاي گسترده‌اي براي اقليم شهري دارد، به‌ويژه در شرايطي که آلودگي و تغييرات اقليمي جهاني در حال تشديد هستند.

پيامدهاي اين مطالعه براي سياست‌گذاري اقليمي شهري

يافته‌هاي اين پژوهش تنها از منظر علمي مهم نيستند، بلکه پيامدهاي عملي گسترده‌اي نيز دارند. شهرهاي سراسر جهان با چالش‌هاي ناشي از آلودگي هوا و تغييرات اقليمي مواجه‌اند، بنابراين توسعه سياست‌هايي که پيچيدگي‌هاي فرآيندهاي جوي را در نظر بگيرند، ضروري است.

درک رفتار ذرات جديد در ارتفاعات مختلف مي‌تواند به برنامه‌ريزان شهري و سياست‌گذاران کمک کند تا استراتژي‌هاي مؤثرتري براي مديريت آلودگي و کاهش اثرات تغييرات اقليمي تدوين کنند.

وي دو در اين باره مي‌گويد: با توجه به اينکه شهرها همچنان با آلودگي هوا و چالش‌هاي اقليمي دست‌وپنجه نرم مي‌کنند، درک نمايه‌هاي عمودي فرآيندهاي جوي مي‌تواند به توسعه راهبردهاي کارآمدتري براي کاهش تأثيرات آن‌ها بر اقليم و سلامت عمومي کمک کند.

همکاري بين‌المللي براي مقابله با تغييرات اقليمي

اين مطالعه حاصل همکاري ميان مؤسسات برجسته‌اي مانند دانشگاه هلسينکي و آکادمي علوم چين است و دانشمنداني از رشته‌هاي مختلف در اين پژوهش مشارکت داشته‌اند، که نشان‌دهنده اهميت همکاري بين‌المللي در مقابله با چالش‌هاي اقليمي است.

گسترش دامنه تحقيقات اقليمي براي شامل کردن اندازه‌گيري‌هاي عمودي، به دانشمندان اين امکان را مي‌دهد که درک جامع‌تري از رفتار ذرات معلق شهري و تأثير آن‌ها بر اقليم به دست آورند. اين يافته‌ها مي‌توانند جهت‌گيري سياست‌هاي آينده اقليمي را شکل داده و به شهرها کمک کنند تا به تغييرات محيطي سازگار شوند و هم‌زمان کيفيت هوا را براي ميليون‌ها نفر بهبود بخشند.

با ادامه تحقيقات، پايش بلندمدت نقش کليدي در بهبود مدل‌هاي اقليمي و شناسايي راه‌حل‌هاي مؤثرتر براي کنترل آلودگي ايفا خواهد کرد.

اين پژوهش در مجله One Earth منتشر شده است.