Regional och hemisfärisk luftkvalitet och dess miljöpåverkan

Forskningen är inriktad på regional till hemisfärisk skala, samtidigt som vi även jobbar mot högre upplösning (mot den urbana bakgrundsnivån). I arbetet ingår tillämpning och utveckling av ett antal teman som sträcker sig från krisberedskap och dagliga luftkvalitetsprognoser till bedömningar av luftkvaliteten förr, nu och i framtiden. Vi inriktar oss främst på marknära ozon, partiklar och nedfall av kväve och svavel. Vårt arbete relaterar till flera av FN:s globala hållbarhetsmål (Agenda 2030) och flera av de svenska miljökvalitetsmålen. 

Det finns många områden i världen som påverkas av försämrad luftkvalitet. Ett flertal av våra undersökningar är inriktade på Europa och Sverige där utsläppen är relativt välkända (med några få undantag). Vi modellerar också marknära ozon, partiklar och nedfall i andra delar av världen, till exempel Arktis och Sydafrika. En del av dessa projekt faller inom ramen för bilateralt arbete finansierade av Miljödepartementet. 

Forskningen stöder Agenda 2030

Vårt arbete med mänsklig exponering för luftföroreningar relaterar direkt till FN:s Agenda 2030, hållbarhetsmål 3 och 11 (hälsa och välbefinnande; hållbara städer), mål 5 och 11 (jämställdhet; minskad ojämlikhet) genom tvärvetenskapliga projekt om hälsoeffekter av luftföroreningar och social jämlikhet. Kopplingen mellan luftföroreningar och klimat relaterar till mål 13 (bekämpa klimatförändringar). Vårt arbete med biologisk mångfald (via nedfall) relaterar till mål 14 och 15 (hav och marina resurser; ekosystem och biologisk mångfald). Skördars påverkan av marknära ozon relaterar till mål 2 (ingen hunger). Många projekt är internationella samarbeten inklusive avnämargrupper vilket relaterar till mål 17 (genomförande och globalt partnerskap). 

De globala målen – Agenda 2030

Naturvårdsverket – Miljökvalitetsmålen

Partiklar

Partiklar som är mindre än 10 mm (PM10) har negativ inverkan på hälsan och påverkar klimatet eftersom det är en kortlivad klimatförorening (SLCP, Short Lived Climate Polutant). Bakgrundsnivåerna av partiklar är betydande i många regioner, inklusive Sverige. 

Vi utvecklar och använder MATCH-modellen för att beskriva bakgrundsnivåer av partiklar och dess beståndsdelar i Europa och andra delar av världen, för bedömning av hälso- och klimatpåverkan. Vi kartlägger tidigare och nuvarande situation, gör prognoser för de närmaste dygnen samt framtidsscenarier av PM10 and PM2,5. Partiklar från vulkanutbrott och radioaktiva partiklar från kärnenergiolyckor hanteras i våra system för krisberedskap.

Våra pågående projekt är till exempel CAMS, Nordic WelfAir och SCACII

Smutsig luft över Kapstaden, Sydafrika
Smutsig luft över Kapstaden, Sydafrika: fotokemisk smog innehåller marknära ozon och partiklar. Foto Camilla Andersson

Ozon

Marknära ozon har negativ inverkan på miljön och människors hälsa, och påverkar klimatet eftersom det är en kortlivad klimatförorening (SLCP). Bakgrundsnivån för marknära ozon är hög i många delar av världen. Bakgrundshalten på norra halvklotet ökar och säsongsvariationen ändras vilket medföra negativa effekter för såväl hälsa som växtlighet. 

Vi utvecklar och tillämpar MATCH-modellen för att beskriva marknära ozon och hur det påverkar klimatet, människors hälsa och växtlighet. Dessutom undersöker vi hur halten av marknära ozon kommer att påverkas av framtida klimatförändringar och ändrade utsläpp av luftföroreningar. Vi kartlägger också tidigare och nuvarande situation, samt gör prognoser av marknära ozon med MATCH-modellen. 

Våra pågående projekt är till exempel CAMS, Nordic WelfAir och SCACII.

Nedfall

Nedfall av svavel och kväve från atmosfären orsakar försurning av ekosystem, medan nedfall av baskatjoner neutraliserar de försurande föreningarna. Kvävenedfall orsakar också övergödning av ekosystem, till exempel sjöar, vattendrag, skogar och ängar, vilket påverkar biologisk mångfald negativt. Nedfall och upptag av marknära ozon påverkar naturlig och odlad växtlighet negativt, både i kvalitet och storlek på skördar.

Vi utvecklar och använder MATCH-modellen för att beskriva nedfall av marknära ozon, kväve, svavel och baskatjoner och deras inverkan på naturlig och odlad miljö. Vi kartlägger tidigare och nuvarande situation samt undersöker hur framtida scenarier inverkar på nedfallet. Våra modeller används även för att studera varifrån nedfallet kommer.

Våra pågående projekt är till exempel återanalys för kväve och svaveldeposition och SCACII.

Blommor vid järnväg
Näringsfattiga miljöer gynnar artrikedom, Jämtland Foto Camilla Andersson

Kortlivade klimatföroreningar (SLCP)

En del luftföroreningar påverkar klimatet. Dessa föroreningar kallas kortlivade klimatföroreningar (SCLP) och omfattar ozon och partiklar. Partiklars påverkan på klimatet är en av de mest osäkra faktorerna i beskrivningen av framtida klimat. Vi utvecklar MATCH-modellen och använder den för att beskriva halten av dessa föroreningar i troposfären. 

Våra pågående projekt är till exempel SCACII.

Beredskap vid krissituationer

Vulkanutbrott kan påverka människors hälsa och miljön, och även orsaka stora störningar i lufttrafiken. Olyckor i kärnkraftverk kan ge utsläpp av radioaktiva nuklider till luften och nedfall på marken, vilket i sin tur ger långsiktiga effekter på befolkningen. Det kan hända att statliga myndigheter behöver vårt stöd i krigssituationer eller vid terrordåd för att ge vägledning om farliga ämnen som sprids med vinden. Vi utvecklar och underhåller system som är baserade på MATCH-modellen för nationell och internationell krisberedskap i samarbete med nordiska och internationella parter, samt tillsammans med eller till stöd för svenska myndigheter. 

Våra pågående projekt är till exempel biosmitta och EUNADICS-AV.

Prognoser om luftkvalitet

Känsliga personer, till exempel barn och äldre har nytta av våra prognoser om luftkvalitet. Under de dagar då luftföroreningsnivåerna är höga kan de välja att vara inomhus eller hålla sig borta från speciellt utsatta platser. 

Vi utvecklar och underhåller prognossystem för luftkvalitet. I utvecklingen ingår dataassimilering av luftkemiska mätningar. Ämnen av särskilt intresse är PM2,5, sot, kvävedioxid (NO2) och marknära ozon. Två prognossystem är för närvarande i drift, den dagliga prognosen om marknära ozon på SMHIs webbplats och den dagliga prognosen om PM10, PM2,5, svaveldioxid (SO2), kvävedioxid (NO2) och marknära ozon på CAMS-webbplatsen. I den senare ingår en ensemble av modeller som täcker Europa och som använder sig av mätdata via dataassimilering. 

Våra pågående projekt är till exempel CAMS.

Kartläggning av tidigare och nuvarande tillstånd

Kartläggningar av tidigare och nuvarande luftföroreningsnivåer är viktiga för att skaffa kunskap om i vilket tillstånd miljön är. Det är också viktigt för att följa upp effekterna av genomförd lagstiftning om luftkvalitet för att undersöka om minskningen av utsläpp minskar luftföroreningsnivåerna. Bedömningen av vilket bidrag särskilda utsläppskällor ger kan hjälpa till att göra lämpliga val i den politiska processen. Vi utvecklar och tillämpar MATCH-modellen för att kartlägga tidigare och nuvarande halter av marknära ozon och partiklar samt nedfall av ozon, svavel, kväve och baskatjoner. 

Våra pågående projekt är SCACII, återanalys för kväve och svaveldeposition, Nordic WelfAir och Svensk miljöövervakning.

Vattendrag omgivet av träd
Kartläggning av nedfall hjälper oss att skydda naturliga vattendrag. Hallsta Ängar, Östergötland Foto Camilla Andersson

Framtida scenarier

Utsläppen av ämnen som orsakar luftföroreningar kan ändras i framtiden till följd av ändrad lagstiftning, befolkningsförändringar och ändrade verksamheter samt till följd av klimatförändringarnas påverkan på naturliga utsläpp. Detta kommer att orsaka ändrade nivåer av marknära ozon, partiklar och nedfall av svavel, kväve och baskatjoner. Klimatförändringar kan också ha en (liten) inverkan på luftföroreningsnivåerna. 

Vi utvecklar och tillämpar MATCH-modellen för att undersöka vilken påverkan ändrade utsläpp och klimatförändringar har på den framtida luftkvaliteten. 

Våra pågående projekt till exempel Urban SIS.

Sjö i Sarek
Framtida klimat och utsläpp av föroreningar kommer att påverka skogsutbredning och artrikedom i fjällmiljöer. Sarek. Foto Camilla Andersson

Miljöpåverkan

Mänskliga aktiviteter påverkar naturliga ekosystem på flera sätt, både oåterställbart och återställbart: grödor kan försämras både i mängd och kvalitet och skogsproduktionen påverkas. Genom att beskriva tidigare, nuvarande och framtida luftföroreningshalter samt nedfall bidrar vi till ökad kunskap om denna påverkan. 

Våra pågående projekt till exempel SCACII