Благодаря анализу спутниковых данных, исследователи установили содержание диоксида азота и формальдегида — ключевых предшественников приземного озонового загрязнения — в атмосфере Челябинска. Результаты показывают, что зимой генерация озона преимущественно связана с выбросами оксидов азота от предприятий теплоснабжения. Летом же основные источники — летучие органические соединения природного происхождения (результат окисления) и от сжигания топлива. Эти открытия станут основой для разработки эффективных стратегий улучшения воздуха в российских промышленных мегаполисах. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и опубликована в журнале «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса».
Опасность приземного озона
В отличие от защитного озонового слоя высоко в атмосфере, приземный озон представляет серьезную угрозу для здоровья людей. Его повышенные концентрации вызывают заболевания дыхательной системы и могут способствовать развитию бронхиальной астмы.
Сложность борьбы с озоновым смогом
Контроль этого загрязнителя осложняется тем, что он не выбрасывается напрямую, а образуется в воздухе сложными реакциями между оксидами азота (например, диоксидом азота) и летучими органическими веществами, часто антропогенного происхождения (включая формальдегид). Поэтому для снижения уровня озона критически важно понимать, какой из его предшественников доминирует в конкретном регионе.
Исследование Челябинска как промышленного центра
Специалисты из Южно-Уральского государственного университета, Института физико-технических проблем Севера имени В.П. Ларионова СО РАН (Якутск) и Челябинского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды провели детальное исследование формирования приземного озона над Челябинском. Этот мегаполис был выбран как типичный пример крупного промышленного центра с развитой металлургией и транспортной сетью.
Роль спутниковых данных Sentinel-5P/TROPOMI
«В основе исследования — информация с прибора TROPOMI на борту спутника Sentinel-5P, в частности, измерения концентраций диоксида азота и формальдегида. Мы тщательно обрабатывали и сверяли эти космические данные с наземными замерами, предоставленными Челябинским центром по гидрометеорологии», — отметил один из исследователей проекта РНФ.
Сезонность – ключевое открытие для Челябинска
Анализ динамики за четыре года (2019-2022) выявил ярко выраженную сезонность в источниках озона: Зимой регистрировались максимальные уровни диоксида азота (от теплоэнергетики), а летом — формальдегида (природные ЛОС и выбросы от сгорания топлива). Весной и осенью влияние органических соединений и оксидов азота было равнозначным.
Перспективы экологической стратегии Челябинска
«Наши результаты подчеркивают необходимость не просто масштабного снижения выбросов предшественников озона, а поиска оптимального баланса между ними для каждого сезона, — поясняют авторы исследования. — Полученный опыт анализа данных TROPOMI ляжет в основу новой методики оценки природоохранных программ для уникальных территорий Челябинской области».
