Os bloqueios no ano passado em resposta ao COVID-19 resultaram em cortes drásticos nas emissões, especialmente de escapamentos de veículos, no entanto, algumas áreas urbanas viram um pico paradoxal na poluição atmosférica de ozônio. Um novo estudo liderado pelo Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR) usou um modelo de computador sofisticado para desemaranhar a complicada teia de química atmosférica e meteorologia para determinar as causas da má qualidade do ar.

A pesquisa, publicado no Journal of Geophysical Research:Atmospheres , descobre que para algumas regiões do mundo, incluindo o norte da China, o aumento da poluição do ozônio estava diretamente ligado à diminuição das emissões, enquanto em outras regiões, incluindo a Europa, as condições meteorológicas incomuns desempenharam um papel maior.

A pesquisa destaca as interações complexas que determinam a qualidade do ar e oferece alguns insights sobre o que poderia acontecer se regulamentos mais rigorosos sobre a qualidade do ar fossem colocados em prática em algumas das cidades mais poluídas do mundo.

"A pandemia COVID-19 nos forneceu um experimento global imprevisto de qualidade do ar, "disse o cientista do NCAR Benjamin Gaubert, quem conduziu o estudo. "Com o nosso modelo de sistema terrestre, fomos capazes de investigar como a atmosfera respondeu a uma mudança nos tipos de produtos químicos emitidos no ar - em particular mudanças em poluentes secundários, como o ozônio, que são formados na atmosfera e não emitidos diretamente pelas atividades humanas. "

A pesquisa foi financiada pela National Science Foundation, que é o patrocinador do NCAR, A Comissão Europeia, a Agência Espacial Europeia, e o Conselho de Bolsas de Pesquisa de Hong Kong.

A poluição do ar aumentou em algumas cidades

No início de 2020, cidades em todo o mundo começaram a bloquear, primeiro na China e depois na Europa e em outros lugares, enquanto os tomadores de decisão lutavam para conter a disseminação do COVID-19. Um efeito colateral do fechamento de escolas, negócios, e outros locais de encontro foi um declínio acentuado nas emissões, como óxidos de nitrogênio e compostos orgânicos voláteis, à medida que as pessoas diminuem a velocidade de direção e outros tipos de viagens.

Em muitas partes do mundo, esta diminuição contribuiu para céus mais claros, e as linhas do horizonte frequentemente nubladas de algumas grandes cidades, incluindo Los Angeles e Delhi, tornou-se nítido. Contudo, os cientistas também notaram que, em algumas áreas específicas, a poluição do ar realmente piorou. Por exemplo, em algumas cidades do norte da China, incluindo Pequim, poluição de ozônio aumentou significativamente, em alguns casos, dobrando.

"Ficamos surpresos no início, mas realmente, não deveria ter sido inesperado, "disse Guy Brasseur, um distinto estudioso do NCAR e co-autor do estudo. "Na verdade, confirmou o que sabemos sobre a complexidade do sistema químico."

A qualidade do ar é determinada não apenas pelos poluentes que são emitidos diretamente para o ar, mas também pela química que transforma esses poluentes assim que entram na atmosfera. A qualidade do ar também varia com a época do ano e com as condições meteorológicas, o que torna difícil atribuir mudanças à qualidade do ar durante os bloqueios - para melhor ou para pior - inteiramente aos próprios bloqueios.

Desemaranhando a química atmosférica do clima

Para determinar as causas das mudanças na qualidade do ar observadas durante a pandemia, a equipe de pesquisa usou a última versão do Community Earth System Model baseado em NCAR (CESM2.2). Eles primeiro simularam como seria a qualidade do ar em 2020 se as emissões estivessem em linha com os anos anteriores e, em seguida, repetiram o experimento com as reduções reais nas emissões que ocorreram devido ao COVID-19. Ao comparar os dois, eles poderiam identificar os impactos do clima e da química atmosférica sobre a poluição, especificamente o ozônio ao nível do solo.

O ozônio é formado na atmosfera quando os óxidos de nitrogênio (amplamente emitidos pela queima de combustíveis fósseis em veículos e usinas de energia) e compostos orgânicos voláteis (emitidos por uma variedade de fontes, incluindo tintas, solventes, pesticidas, e materiais de construção, bem como de veículos) reagem na presença de luz solar e calor. Embora os óxidos de nitrogênio sejam um ingrediente necessário para a produção de ozônio, eles também podem atuar na destruição do ozônio quando sua concentração é muito alta.

Durante os bloqueios de pandemia, isso significa que as reduções nas emissões em algumas cidades que normalmente têm concentrações muito altas de óxidos de nitrogênio, incluindo Pequim e outras cidades no norte da China, na verdade limitaram a destruição do ozônio que estava ocorrendo por óxidos de nitrogênio extras, em última análise, permitindo que a poluição local por ozônio aumente.

Em cidades que são geralmente menos poluídas, incluindo áreas metropolitanas nos Estados Unidos, o novo estudo descobriu que a redução das emissões roubou da atmosfera um componente essencial para a produção de ozônio, e, portanto, reduziu os níveis de poluição de ozônio local.

Aumentos na poluição do ozônio também ocorreram no norte da Europa durante os bloqueios, mas a equipe de pesquisa descobriu que o motivo dominante era o clima. Em março e abril, O norte da Europa estava mais ensolarado do que a média e o sul da Europa estava mais nublado. A luz solar extra no norte permitiu que o ozônio se formasse mais facilmente, causando um aumento na poluição, apesar da redução nas emissões.

"É extremamente importante usar modelos que simulam as condições meteorológicas e a química atmosférica para entender adequadamente o que estamos vendo nas observações, "Brasseur disse.

O estudo também oferece uma visão sobre quais políticas podem ser mais eficazes para combater a poluição do ar. Por exemplo, em cidades com níveis extremamente altos de óxidos de nitrogênio, pode ser mais eficaz limitar os compostos orgânicos voláteis em vez dos óxidos de nitrogênio se o objetivo for reduzir a poluição do ozônio.

"Este estudo oferece uma visão sobre quais medidas podem ser tomadas para reduzir as emissões e melhorar a qualidade do ar, "Brasseur disse." Aprendemos que uma abordagem de tamanho único pode não ser eficaz. As medidas que podem ser necessárias variam de acordo com a estação do ano e com o local. ”