Luftmiljö i ett framtida klimat

I ett framtida klimat kan halterna och nedfallet av luftföroreningar förändras kraftigt - något som kan sätta nuvarande syn på utsläppsminskningar ur spel. På SMHI bedrivs forskning för att öka kunskaperna om kopplingen mellan klimat och luftmiljö.

Koncentrationen av luftföroreningar och depositionen av försurande och övergödande ämnen kommer inte vara densamma i framtiden jämfört med idag. Förändringar i Europas utsläpp har resulterat i mycket stora förändringar av lufthalter och deposition under de senaste decennierna. En rad internationella överenskommelser (till exempel det så kallade Göteborgsprotokollet) talar för signifikanta ändringar i Europas utsläpp, även i framtiden, vilket naturligtvis kommer att påverka halter och deposition framöver.

Utsläpp utanför Europa påverkar också halterna av luftföroreningar i Europa. Utsläppsförändringar i Nordamerika och Asien kommer alltså också att påverka halter och deposition av många ”konventionella” luftföroreningar i Europa.

Klimatet betydelsefullt för luftmiljön

Förändringar i klimatet kan också påverka luftkvaliteten. Detta kan ske direkt, till exempel genom ändrade vindriktningar eller ändrade nederbördsmönster, vilket påverkar halterna av luftföroreningar i luften.

Klimatförändringar kan även leda till ändringar i mänskliga och naturliga utsläpp, exempelvis genom förändrad efterfrågan av uppvärmning/kylning av byggnader samt förändringar i utsläpp från t.ex. skogar - som ofta är en funktion av meteorologiska parametrar såsom temperatur och fuktighet. Många processer, som styr halten av luftföroreningar i atmosfären, är beroende av meteorologiska förhållanden, till exempel:

  • Långväga transport och omblandning
  • Urtvättning med regn (våtdeposition)
  • Kemisk och fysikalisk omvandling
  • Ändrade markförhållanden

Hur blir luftkvaliteten i ett framtida klimat?

Modellberäkningarna indikerar att klimatförändringarna trots allt inte resulterar i stora förändringar av luftmiljön i norra Europa. Man kan däremot förvänta sig mycket kännbara förändringar i centrala och södra Europa på grund av ökad temperatur, minskad nederbörd och minskad molnighet.

Procentuell förändring av marknära ozon under framtida klimat
Beräkningar av relativ förändring av dygnsmedelkoncentrationen av marknära ozon mellan dagens och framtida klimat under sommarmånaderna (juni-juli-augusti). Vänster: förändring mellan 1961-1990 och 2021-2050; Mitten: förändring mellan 2021-2050 och 2071-2100; Höger: Förändring mellan 1961- 1990 och 2071-2100.
Förstora Bild

Så görs beräkningarna

SMHIs transport/kemi-modell (MATCH) inkluderar en avancerad beskrivning av kemiska och fysikaliska omvandlingsprocesser, liksom beskrivning av turbulent omblandning och transport med medelvindar och uttvättning av luftföroreningar. Genom att utnyttja information från en högupplöst regional klimatmodell som indata till MATCH kan vi studera effekten av klimatförändringar på luftmiljön.

För att undersöka klimatförändringarnas effekt på luftkvaliteten kan man hålla utsläppen på dagens nivå samtidigt som man låter klimatet (vind, temperatur, nederbörd etc.) förändras enligt klimatmodellen. De processer i spridningsmodellen som är väderberoende kommer således att svara på dessa förändringar (se figuren ovan).

Vetenskapliga publikationer

Orru, H., Andersson, C., Ebi, K.L., Langner, J., Åström, C. and Forsberg, B. 2013. Impact of climate change on ozone-related mortality and morbidity in Europe. Eur. Respir. J., 41, 285-294. DOI:10.1183/09031936.00210411

Gidhagen, L., Engardt, M., Lövenheim, B. and Johansson, C. 2012. Modeling effects of climate change on air quality and population exposure in urban planning scenarios. Advances in Meteorology. 2012. doi:10.1155/2012/240894

Langner, J., Engardt, M. and Andersson, C. 2012. European summer surface ozone 1990–2100. Atmos. Chem. Phys., 12, 1009710105. doi:10.5194/acp-12-10097-2012

Langner, J., Engardt, M., Baklanov, A., Christensen, J.H., Gauss, M., Geels, C., Hedegaard, G.B., Nuterman, R., Simpson, D., Soares, J., Sofiev, M., Wind, P. and Zakey, A. 2012. A multi-model study of impacts of climate change on surface ozone in Europe. Atmos. Chem. Phys., 12, 10423-10440. doi:10.5194/acp-12-10423-2012

Klingberg J., Engardt M., Uddling J., Karlsson P.E. and Pleijel H. 2011. Ozone risk for vegetation in the future climate of Europe based on stomatal ozone uptake calculations. Tellus 63A, 174-187. DOI: 10.1111/j.1600-0870.2010.00465.x

Andersson, C. and Engardt, M. 2010. European ozone in a future climate: Importance of changes in dry deposition and isoprene emissions. J. Geophys. Res., 115, D02303. doi:10.1029/2008JD011690

Engardt, M., Bergström, R. and Andersson, C. 2009. Climate and emission changes contributing to changes in near-surface ozone in Europe over the coming decades: Results from model studies. Ambio 38, 452–458. DOI: 10.1579/0044-7447-38.8.452

Langner, J., Andersson, C. and Engardt, M. 2009. Atmospheric input of nitrogen to the Baltic Sea basin: present situation, variability due to meteorology and impact of climate change. Boreal Environ. Res. 14, 226-237.

Hole, L. and Engardt, M. 2008. Climate change impact on atmospheric nitrogen deposition in Northwestern Europe: A model study. Ambio 37, 9-17.

Langner, J., Bergström, R. and Foltescu, V. 2005. Impact of climate change on surface ozone and deposition of sulphur and nitrogen in Europe. Atmos. Environ. 39, 1129-1141.