Nhiệt độ và gió thường được bao gồm trong bản đồ chất lượng không khí hiển thị thông tin ô nhiễm theo thời gian thực. Nhưng tại sao các yếu tố môi trường này lại được liệt kê và chúng ảnh hưởng đến chất lượng không khí như thế nào?
Sau đây là đánh giá về cách gió và nhiệt độ tương tác với các chất ô nhiễm để tác động đến chất lượng không khí.
Gió ảnh hưởng đến ô nhiễm không khí như thế nào?
Gió có thể hữu ích trong việc phân tán các chất ô nhiễm. Khi các chất ô nhiễm tồn tại trong một khu vực, gió có thể phân tán các chất ô nhiễm ra khỏi khu vực đó và làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm mạnh hơn ở bất kỳ khu vực nào.[1] Điều này cũng có thể thổi các chất ô nhiễm ra xa nguồn gốc của chúng - như đã xảy ra khi khói từ các đám cháy rừng ở miền Tây Hoa Kỳ đã giải phóng các hạt ô nhiễm. xa tận Tây Âu.
Tuy nhiên, địa hình đôi khi có thể gây khó khăn cho gió trong việc phân tán chất ô nhiễm. Chất ô nhiễm có thể không bị đẩy ra khỏi thung lũng nếu gió chủ đạo không thể thổi qua các dãy núi. Trong những trường hợp đó, chất ô nhiễm có thể tập trung với nồng độ cao hơn ở chân núi - hoặc tệ hơn, tạo ra hiệu ứng "ống khói thung lũng núi".
Một nghiên cứu năm 2009 trong Tạp chí nghiên cứu địa vật lý: Khí quyển phát hiện ra rằng gió thung lũng núi đóng vai trò tạo ra lớp ô nhiễm thứ hai ở Bắc Kinh, Trung Quốc.[2]
Gió thung lũng núi thổi chủ yếu về phía nam, tập hợp các chất ô nhiễm bề mặt từ thành phố, chảy dọc theo sườn núi và tạo ra một lớp ô nhiễm trên cao thứ hai chảy theo hướng bắc qua thành phố. Các chất ô nhiễm từ lớp này có thể quay trở lại bề mặt và ảnh hưởng đến cư dân lần thứ hai.
Pha loãng và đông tụ mưa
Mưa có thể giúp làm loãng nồng độ cao các chất ô nhiễm trong không khí. Bởi vì các hạt vật chất thô (PM10) giống như bụi, đất và phấn hoa lớn hơn và nặng hơn các hạt khác, mưa có thể giúp PM10 lắng xuống đất nhanh hơn so với các hạt mịn nhỏ hơn (PM2.5).[3]
Mưa ít hiệu quả hơn trong việc pha loãng PM2.5. Các nhà nghiên cứu tại Lan Châu, Trung Quốc đo lường lượng mưa tác động đến nồng độ PM10, PM2.5 và PM1 trong không khí từ năm 2005 đến năm 2007.[4] Mưa cực lớn có thể làm giảm một lượng nhỏ các chất ô nhiễm dạng hạt lớn hơn, nhưng hầu như không có tác dụng đối với các hạt nhỏ hơn 2,5 micron.
Khi những giọt mưa rơi xuống, chúng cũng có thể thu hút các hạt ô nhiễm dạng khí dung trong một quá trình gọi là đông tụ. Trong một bài báo được công bố trên Hóa học và Vật lý Khí quyển vào năm 2015, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng giọt nước càng nhỏ thì nước càng dễ thu hút các hạt khí dung.[5] Độ ẩm tương đối thấp cũng hữu ích trong quá trình này.
Nếu nguồn gây ô nhiễm không khí là cháy rừng, một trận mưa lớn cũng có thể giúp dập tắt đám cháy và ngăn chặn khói thải.
Những ngày nắng nóng có thể tạo ra sương mù tầng ôzôn
Nắng nóng mùa hè có thể dẫn đến hiện tượng mù sương - một dạng sương mù thường thấy ở các khu vực đô thị. Nhưng thay vì được tạo thành từ những giọt nước nhỏ li ti như sương mù, sương mù mùa hè thực chất là sương mù ở tầng mặt đất. ôzônhoặc khói bụi.
Khi oxit nitơ Và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) phát ra từ quá trình đốt cháy – thường là từ xe cộ – tương tác với ánh sáng mặt trời, phản ứng này tạo ra ôzôn.
Ozone ít phổ biến hơn khi có độ ẩm cao, mưa, gió hoặc nhiệt độ lạnh hơn.[6]
Vì thời tiết ấm áp là một yếu tố quan trọng trong việc tạo ra ôzôn, các thành phố nổi tiếng có nhiều nắng như Los Angeles có thể phải vật lộn với những ngày sương mù dày đặc. Do đó, một số thành phố như Bogotá, Colombia; Paris, Pháp; Và Thành phố Mexico, Mexico đã hạn chế xe ô tô vào thành phố trong nỗ lực giảm thiểu khói bụi.[7]
Sóng nhiệt gây ra khói như thế nào
Thời tiết nắng nóng và nhiệt độ cao có thể gây thêm tác động tiêu cực đến chất lượng không khí. Khi nhiệt độ cao vượt quá mức bình thường và kéo dài, các đợt nắng nóng có thể tạo điều kiện cho các điều kiện chất lượng không khí nguy hiểm.
Sóng nhiệt có thể gây ra cháy rừng. Trong British Columbia, Canada Trong tháng 6 và tháng 7 năm 2021, nhiệt độ cao lên tới 121,2 độ đã khiến thảm thực vật trên mặt đất khô cằn. Khi một cơn giông lớn quét qua khu vực, 29.000 tia sét đã góp phần gây ra 62 vụ cháy rừng lan nhanh trong tỉnh.[8,9]
Ngôi làng của Lytton, nổi tiếng với nhiệt độ cao và khí hậu khô theo tiêu chuẩn của Canada, đã bị phá hủy bởi một trong những vụ cháy rừng. 1.000 người đã phải sơ tán và hai người đã thiệt mạng.
Các vụ cháy rừng, đến lượt nó, tạo ra khói và PM2.5 có thể trôi dạt trong hàng ngàn dặm từ nguồn của chúng khi được mang đi theo gió thịnh hành. Ví dụ, khói từ 26.000 cá thể Cháy rừng Amazon vào năm 2019 có thể được phát hiện cách xa 11.000 dặm Papua New Guinea Và Úc.
Sự nghịch nhiệt
Khi nói đến ô nhiễm, nhiệt độ ấm không phải là mối lo ngại duy nhất. Một số ngày ô nhiễm tồi tệ nhất thế giới có thể trùng với mùa đông, đặc biệt là khi một khu vực dễ xảy ra hiện tượng nghịch nhiệt.
Hiện tượng nghịch nhiệt hoặc nghịch nhiệt có thể xảy ra ở các thành phố hoặc thung lũng núi khi không khí ấm hình thành trên nền không khí lạnh hơn trên mặt đất. Nghịch nhiệt giới hạn và giữ lại ô nhiễm trong một khu vực, ngăn chặn ô nhiễm phát tán sang các khu vực khác.
Hiện tượng nghịch nhiệt cũng có thể bị ảnh hưởng bởi sự lưu thông đảo nhiệt ở khu vực đô thị. Hiệu ứng đảo nhiệt xảy ra khi các tòa nhà, đường sá và cơ sở hạ tầng đô thị hấp thụ nhiệt nhiều hơn cây cối và nguồn nước xung quanh. Điều này dẫn đến nhiệt độ ở khu vực đô thị cao hơn so với các khu vực ngoại ô xanh tươi.
Theo các nghiên cứu năm 2014 và 2015 trong Tạp chí Khí tượng và Khí hậu Ứng dụng, các lớp không khí trong quá trình nghịch nhiệt tương tác với nhiệt và các chất ô nhiễm ở khu vực đô thị gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng.[10,11] Nếu khu vực đô thị nằm trong thung lũng, quá trình lưu thông không khí sẽ trở nên phức tạp do nhiệt độ đô thị và các giải pháp thông gió kém để phân tán các chất ô nhiễm ra khỏi đảo.
Các thành phố nằm ở thung lũng hoặc gần các dãy núi như Thành phố Salt Lake, Los Angeles, Denvervà Thành phố Mexico có thể bị ô nhiễm nghiêm trọng do sự đảo ngược nhiệt độ.[12,13,14,15]
Nhiệt độ mùa đông
Nhiệt độ lạnh thường khiến mọi người phải đốt lửa để sưởi ấm nhà cửa. Việc nấu nướng và đốt nhiên liệu có thể gây ra ô nhiễm bụi mịn cực kỳ nghiêm trọng trong nhiều ngày đối với những người đốt gỗ, than và phân giá rẻ.
Trong mùa đông năm 2020 đến 2021, việc lựa chọn nhiên liệu mùa đông đã dẫn đến tình trạng chất lượng không khí nguy hiểm cho người dân thành thị ở Mông Cổ, Afghanistan và Kyrgyzstan ở Trung Á.
Vào mùa đông, bất kỳ ngôi nhà nào có lò sưởi đốt củi hoặc lò đốt củi có thể là nguồn gây ô nhiễm không khí trong nhà và ngoài trời. Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây cảnh báo rằng lò đốt gỗ có thể gây ra mối đe dọa đối với chất lượng không khí trong nhà, làm tăng gấp ba lượng ô nhiễm không khí bên trong nhà.[16]
Một nghiên cứu năm 2020 được công bố trong Bầu không khí đã xem xét việc sử dụng lò đốt gỗ ở Nam Yorkshire, Anh.[17] Nghiên cứu kết luận rằng khi lò đốt được thắp sáng, mức độ hạt trung bình tăng từ 27 microgam trên mét khối (μg/m3) lên 195 μg/m3.
Chỉ số chất lượng không khí của Hoa Kỳ coi mức 195 μg/m3 là “Rất không tốt cho sức khỏe”.
Hình ảnh: Chỉ số chất lượng không khí Hoa Kỳ. Nguồn: IQAir và Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ
Món mang đi
Ô nhiễm không khí và thời tiết, gió và nhiệt độ đều tương tác để cải thiện hoặc thường xuyên làm chất lượng không khí xấu đi.
Hiểu biết về các điều kiện môi trường và cách chúng tương tác với ô nhiễm không khí có thể giúp hiểu rõ hơn nguyên nhân gây ra chất lượng không khí kém.
