Специалисты Челябинского гидрометцентра и ЮУрГУ приблизились к разгадке причин скопления озона в приземном слое атмосферы Челябинска. Сегодня над этой задачей бьются во многих городах мира: в отличие от озонового слоя, защищающего нашу планету от солнечной радиации на высоте 25 километров, его формирование около земли чревато для человека легочными и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Однако решение этой проблемы наука пока не нашла.
Как пояснили в университете, в России проблемы тропосферного озона пока изучены мало — исследования проводились только для Москвы и Томска. Однако уже понятно, что "приземление" газа зависит от многих факторов, в том числе климатических особенностей региона и "материала", из которого О3 образуется в результате сложных фотохимических реакций. В Челябинске это, как правило, оксиды азота и летучие органические соединения.
Мониторинг загрязнения тропосферным озоном в Челябинске в качестве эксперимента начали в 2019 году. Ученые детально изучили суточные и сезонные концентрации и пришли к выводу, что основное влияние оказывает энергетика. Ранее больше грешили на рост выбросов от автомобилей, но эту версию опровергли цифры: концентрация оксидов азота и озона в часы пик оказалась значительно ниже, чем во время максимальной нагрузки местных ТЭЦ (в 7, 13 и 19 часов).
Впрочем, исследования показали, что кроме антропогенного фактора существуют и естественные причины накапливания озона в тропосфере, а его концентрация имеет два сезонных максимума — весенний и летний. Первый вызывается поступлением теплых воздушных масс из Казахстана и Средней Азии. Проанализировав движение воздуха на высоте девяти километров и изменение его температуры на разных уровнях, метеорологи пришли к выводу, что повышенные концентрации О3 обычно накрывают город на гребне циклона, когда сформировавшийся в его эпицентре теплый ветер заносит озон вниз, а инверсия может надолго "запереть" в приземном слое. В такие дни в Челябинске концентрация опасного загрязнителя обычно выше ПДК. Летом под влиянием солнечной радиации активизируются фотохимические реакции и возрастает естественный синтез озона. Если в это время возникает аномальная разница дневных и ночных температур, то рассеивание газа блокируется и его концентрация резко возрастает.
По мнению ученых, понимание причин появления приземного слоя озона позволит скорректировать мониторинг окружающей среды и подготовить программу мероприятий по сокращению выбросов источников О3 в особенно неблагоприятные дни. В дальнейшем планируется задействовать в исследованиях технологии дистанционного зондирования Земли с помощью спутниковых данных.
