Long-term (1990-2023) reanalysis of phytotoxic ozone dose (PODY) for Sweden

Summary

We present a long-term (1990-2023) reanalysis of a flux-based metrics describing ozone uptake to vegetation and the associated risk of ozone damage (Phytotoxic Ozone Dose above a flux threshold of Y, PODY). The dataset covers Sweden at 5.5 km × 5.5 km resolution and includes two generic and four specific PODY receptors (POD1gen for deciduous trees, POD1spec for birch and spruce, POD3gen for crops, and POD6spec for potato and wheat). The PODY reanalysis was constructed using the MATCH Sweden System and input meteorology from the Copernicus European Regional Reanalysis system.

PODY, for all receptors, is highest in the south of Sweden and lowest in the Scandinavian mountains. The estimated PODY for birch and spruce are well above the critical levels set by UNECE in practically all of Sweden. For wheat, the critical limits for grain yield and grain weight are exceeded in most of south and central Sweden.

We find no significant trend in PODY in most areas of Sweden, except for central Sweden for generic deciduous trees and birch (negative) and southern Sweden for potato (positive). These changes are, however, likely influenced the introduction of new observation sites in the ozone analyses. Based on the large inter-annual variation of all receptors during the 1990-2023 period we argue that there is little evidence of temporal trends in any of the receptors during the considered period.

To highlight the effects of varying ozone data as input to the PODY calculations we also performed an additional PODY reanalysis using a selection of consistent ozone observations for the period 1990-2013.

Sammanfattning

Vi presenterar en längre återanalys (1990–2023) av det flödesbaserade måttet för ozonupptag till vegetation och den tillhörande risken för ozonskador (Phytotoxic Ozone Dose above a flux threshold of Y, PODY). Resultaten täcker Sverige med en rumslig upplösning på 5.5 km × 5.5 km och omfattar två generiska och fyra artspecifika PODY-receptorer (POD1gen för lövträd, POD1spec för björk och gran, POD3gen för grödor samt POD6spec för potatis och vete). PODY-återanalysen togs fram med MATCH Sverigesystemet och meteorologiska indata från Copernicus European Regional Reanalysis-systemet.

PODY är högst i södra Sverige och lägst i den skandinaviska fjällkedjan för samtliga receptorer. De beräknade PODY-värdena för björk och gran ligger över de kritiska nivåer som fastställts av UNECE i praktiskt taget hela Sverige. För vete överskrids två av tre kritiska nivåer i större delen av södra och mellersta Sverige.

Vi finner ingen statistiskt signifikant trend i PODY, med undantag för mellersta Sverige för generiska lövträd och björk (negativ trend) samt södra Sverige för potatis (positiv trend). Dessa förändringar är dock sannolikt påverkade av att nya observationsstationer införts i ozonanalyserna. Mot bakgrund av den stora mellanårsvariationen för samtliga receptorer under perioden 1990–2023 bedömer vi att det finns begränsade belägg för långsiktiga trender i PODY för någon av receptorerna under den studerade perioden.

För att belysa hur variationer i ozondata som indata påverkar PODY-beräkningarna genomförde vi även en kompletterande PODY-återanalys baserad på ett urval av tidsmässigt konsistenta ozonobservationer för perioden 1990–2013