La temperatura e il vento sono spesso inclusi in mappe della qualità dell'aria che mostrano le informazioni sugli inquinanti in tempo reale. Ma perché questi fattori ambientali sono elencati e come influiscono sulla qualità dell'aria?

Ecco una rassegna di come il vento e la temperatura interagiscono con gli inquinanti per influenzare la qualità dell'aria.

In che modo il vento influisce sull'inquinamento atmosferico?

Il vento può essere utile per disperdere gli inquinanti. Quando gli inquinanti si soffermano su una regione, il vento può disperdere gli inquinanti al di fuori della regione e ridurre le concentrazioni di inquinanti più intensi in una regione.[1]Può anche soffiare gli inquinanti lontano dalla loro fonte, come è successo quando il fumo degli incendi boschivi degli Stati Uniti occidentali ha inviato gli inquinanti di particelle fino all'Europa occidentale.

Tuttavia, la geografia può occasionalmente rappresentare una sfida per il vento nel disperdere gli inquinanti. Gli inquinanti possono non essere spinti fuori dalle valli se i venti prevalenti non riescono a superare le catene montuose. In questi casi, gli inquinanti possono accumularsi in concentrazioni più elevate alla base della montagna o, peggio, creare un effetto "camino della valle montana".

Uno studio del 2009 pubblicato sul Journal of Geophysical Research: Atmospheres ha rilevato che le brezze delle valli montane hanno contribuito a creare un secondo strato di inquinamento a Pechino, in Cina.[2]

Le brezze delle valli montane, che soffiano prevalentemente verso sud, raccolgono gli inquinanti di superficie dalla città, scorrono lungo la parete delle montagne e creano un secondo strato di inquinamento elevato che scorre in direzione nord sulla città. Gli inquinanti di questo strato potevano tornare in superficie e colpire i residenti una seconda volta.

Diluizione e coagulazione della pioggia

La pioggia può contribuire a diluire le alte concentrazioni di inquinanti presenti nell'aria. Poiché il particolato grossolano (PM10) come polvere, sporcizia e polline è più grande e più pesante di altre particelle, la pioggia può aiutare il PM10 a depositarsi al suolo più rapidamente rispetto al particolato fine più piccolo (PM2,5).[3]

La pioggia è meno efficace nel diluire il PM2,5. I ricercatori di Lanzhou, Cina ha misurato l'impatto della pioggia sulle concentrazioni di PM10, PM2,5 e PM1 nell'aria tra il 2005 e il 2007.[4] Le piogge estremamente intense potevano ridurre di poco le particelle inquinanti più grandi, ma non avevano quasi alcun effetto sulle particelle più piccole di 2,5 micron.

Quando le gocce di pioggia cadono, possono anche attirare le particelle inquinanti aerosolizzate in un processo chiamato coagulazione. In un articolo pubblicato su Atmospheric Chemistry and Physics nel 2015, i ricercatori hanno scoperto che più una goccia è piccola, più è facile per l'acqua attirare gli aerosol.[5] Anche una bassa umidità relativa è stata utile nel processo.

Se la fonte dell'inquinamento atmosferico è un incendio selvaggio, una pioggia intensa può anche essere utile per spegnere gli incendi e porre fine alle emissioni di fumo.

Le giornate calde e soleggiate possono creare foschia di ozono

Il caldo estivo può portare alla formazione di foschia, un aspetto simile alla nebbia che si trova spesso nelle aree urbane. Ma invece di essere composta da minuscole goccioline d'acqua come la nebbia, la foschia estiva è in realtà una nebbia a livello del suolo. ozonoo smog.

Quando ossidi di azoto e composti organici volatili (VOC) emessi dalla combustione, spesso di veicoli, interagiscono con la luce solare e la reazione crea ozono.

L'ozono è meno comune in presenza di elevata umidità, pioggia, vento o temperature più basse.[6]

Poiché il clima caldo è un fattore importante nella creazione dell'ozono, città notoriamente soleggiate come Los Angeles possono trovarsi a lottare con giornate di smog intenso. Di conseguenza, alcune città come Bogotà, Colombia; Parigi, Franciae Città del Messico, Messico hanno limitato l'accesso delle auto nelle città nel tentativo di ridurre lo smog.[7]

Come le ondate di calore portano al fumo

Il tempo soleggiato e le alte temperature possono avere un ulteriore impatto negativo sulla qualità dell'aria. Quando le temperature elevate superano la norma e durano per un periodo prolungato, le ondate di calore che ne derivano possono creare condizioni pericolose per la qualità dell'aria.

Le ondate di calore possono alimentare gli incendi selvaggi. In Columbia Britannica, Canada nei mesi di giugno e luglio 2021, il caldo intenso che ha raggiunto i 121,2 gradi ha creato una vegetazione al suolo estremamente secca. Quando un forte temporale ha attraversato la regione, 29.000 fulmini hanno contribuito a 62 incendi selvaggi in rapida evoluzione nella provincia.[8,9]

Il villaggio di Lyttonnoto per le sue temperature normalmente elevate e il clima secco per gli standard canadesi, è stato distrutto da uno degli incendi. 1.000 persone sono state evacuate e due sono morte.

Gli incendi selvaggi, a loro volta, generano fumo e PM2,5, che possono essere trasportati per migliaia di chilometri dalla loro origine se trasportati dai venti prevalenti. Ad esempio, il fumo di 26.000 singoli incendi in Amazzonia nel 2019 potrebbero essere rilevati a 11.000 miglia di distanza in Papua Nuova Guinea e Australia.

Inversioni di temperatura

Quando si parla di inquinamento, le temperature calde non sono l'unica preoccupazione. Alcuni dei peggiori giorni di inquinamento al mondo possono coincidere con l'inverno, soprattutto quando una regione è soggetta a inversioni di temperatura.

Le inversioni di temperatura o termiche possono verificarsi sopra le città o le valli montane quando l'aria calda si forma sopra l'aria più fredda al suolo. L'inversione di temperatura blocca e intrappola l'inquinamento in un'area, impedendo all'inquinamento di disperdersi in altri luoghi.

Le inversioni possono anche essere influenzate dalla circolazione indotta dalle isole di calore nelle aree urbane. L'effetto isola di calore si verifica quando gli edifici, le strade e le infrastrutture cittadine assorbono il calore più degli alberi e dei corpi idrici circostanti. Questo porta a temperature più elevate nelle aree urbane rispetto alle aree periferiche più verdi.

Secondo gli studi del 2014 e del 2015 del Journal of Applied Meteorology and Climatology (Giornale di Meteorologia Applicata e Climatologia)gli strati d'aria di un'inversione interagiscono con il calore e gli inquinanti nelle aree urbane, provocando un grave inquinamento atmosferico.[10,11] Se l'area urbana si trova in una valle, la circolazione dell'aria è complicata dal calore urbano e dalle scarse possibilità di ventilazione per disperdere gli inquinanti fuori dall'isola.

Le città situate nelle valli o vicino alle catene montuose come Salt Lake City, Los Angeles, Denvere Città del Messico possono essere soggette a grave inquinamento a causa delle inversioni di temperatura.[12,13,14,15]

Temperature invernali

Le temperature rigide spesso costringono le persone a ricorrere alla combustione per riscaldare le proprie case. I fuochi per cucinare e i combustibili possono portare a giorni di inquinamento da particolato estremamente pesante per le persone che bruciano legna, carbone e sterco a basso costo.

Durante l'inverno 2020-2021, le scelte di combustibili invernali hanno portato a condizioni di qualità dell'aria pericolose per i cittadini urbani di Mongolia, Afghanistan e Kirghizistan in Asia centrale.

Durante l'inverno, qualsiasi casa con camino a legna o un bruciatore a legna può essere una fonte di inquinamento atmosferico interno ed esterno. Tuttavia, un recente studio avverte che i bruciatori a legna possono rappresentare una minaccia per la qualità dell'aria interna, triplicando la quantità di inquinamento atmosferico all'interno di una casa.[16]

Uno studio del 2020 pubblicato su Atmosfera ha esaminato l'uso dei bruciatori a legna nel South Yorkshire, in Inghilterra.[17] Lo studio ha concluso che quando i bruciatori erano accesi, i livelli medi di particelle aumentavano da 27 microgrammi per metro cubo (μg/m3) a 195 μg/m3.

L'indice di qualità dell'aria degli Stati Uniti considera 195 μg/m3 come "molto malsano".

In foto: Indice di qualità dell'aria degli Stati Uniti. Fonte: IQAir e U.S. EPA

Il risultato

L'inquinamento atmosferico e il tempo, il vento e la temperatura interagiscono per migliorare o, troppo spesso, peggiorare la qualità dell'aria.

Conoscere le condizioni ambientali e il modo in cui interagiscono con l'inquinamento atmosferico può aiutare a capire meglio cosa contribuisce alla scarsa qualità dell'aria.