Làm thế nào gió và thời tiết ảnh hưởng đến ô nhiễm 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 và làm giảm nồng độ của các chất ô nhiễm mạnh hơn trong bất kỳ khu vực nào. Điều này cũng có thể thổi các chất ô nhiễm ra xa nguồn của chúng – như đã xảy ra khi khói cháy rừng miền tây Hoa Kỳ đưa các chất ô nhiễm hạt đi xa đến tận Tây Âu .

Gió có thể hữu ích trong việc phân tán các chất ô nhiễm

Tuy nhiên, địa lý đôi khi có thể tạo ra thách thức cho gió trong việc phân tán các chất ô nhiễm. Các chất ô nhiễm có thể không bị đẩy ra khỏi các thung lũng nếu các cơn gió thịnh hành không thể bốc lên trên các dãy núi. Trong những trường hợp đó, các 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 trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Khí quyển phát hiện ra rằng gió ở thung lũng núi đóng một vai trò trong việc tạo ra lớp ô nhiễm thứ hai ở Bắc Kinh, Trung Quốc.

Các làn gió ở thung lũng núi thổi chủ yếu về phía nam tập trung các chất ô nhiễm bề mặt từ thành phố, chảy dọc theo mặt núi và tạo ra lớp ô nhiễm trên cao thứ hai chảy theo hướng bắc qua thành phố. Các chất ô nhiễm từ lớp đó có thể quay trở lại bề mặt và ảnh hưởng đến cư dân lần thứ hai.

Sự pha loãng và đông tụ của mưa

Mưa có thể giúp làm loãng nồng độ cao của các chất ô nhiễm trong không khí. Vì vật chất dạng hạt thô ( PM10 ) như bụi, đất và phấn hoa lớn hơn và nặng hơn các hạt khác, mưa có thể giúp PM10 lắng xuống mặt đất nhanh hơn so với vật chất dạng hạt mịn nhỏ hơn ( PM2.5 ).

Mưa có thể giúp lắng xuống các chất ô nhiễm nhìn thấy được, làm loãng nồng độ cao của các chất ô nhiễm trong không khí.

Mưa kém hiệu quả hơn trong việc pha loãng PM2.5. Các nhà nghiên cứu ở Lan Châu , Trung Quốc đã đo lượng mưa ảnh hưởng đến nồng độ PM10, PM2.5 và PM1 trong không khí từ năm 2005 đến năm 2007. Mưa cực lớn có thể làm giảm một lượng nhỏ các chất ô nhiễm hạt lớn hơn, nhưng hầu như không ảnh hưởng đến các hạt nhỏ hơn 2,5 micron.

Khi hạt mưa rơi xuống, chúng cũng có thể thu hút các chất ô nhiễm dạng hạt sol khí trong một quá trình gọi là đông tụ. Trong một bài báo đăng trên Tạp chí Hóa học và Vật lý Khí quyển vào năm 2015, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng một giọt nước càng nhỏ, nước càng dễ thu hút các sol khí. Độ ẩm tương đối thấp cũng hữu ích trong quá trình này.

Nếu nguồn gây ô nhiễm không khí là cháy rừng, thì một trận mưa lớn cũng có thể hữu ích trong việc dập tắt các đám cháy và chấm dứt việc thải khói.

Những ngày nắng nóng có thể tạo ra khói mù ozone

Sức nóng mùa hè có thể dẫn đến khói mù – một dạng sương mù thường thấy nhất ở các khu vực thành thị. Nhưng thay vì bao gồm những giọt nước nhỏ như sương mù, khói mù mùa hè thực sự là tầng ôzôn trên mặt đất, hay còn gọi là sương mù.

Khi các ôxít nitơ và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) phát ra từ quá trình đốt cháy – thường là các phương tiện giao thông – tương tác với ánh sáng mặt trời, phản ứng tạo ra ôzôn.

Ozone ít phổ biến hơn khi có độ ẩm cao, mưa, gió hoặc nhiệt độ lạnh hơn

Vì thời tiết ấm áp là một yếu tố quan trọng trong việc tạo ra ozone, các thành phố nổi tiếng đầy 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 việc đi ô tô vào các thành phố trong nỗ lực giảm thiểu khói bụi.

Sóng nhiệt dẫn đến khói như thế nào

Thời tiết nắng và nhiệt độ cao có thể có thêm tác động tiêu cực đến chất lượng không khí. Khi nhiệt độ cao vượt quá định mức và kéo dài trong một thời gian dài, kết quả là các đợt nóng có thể dẫn đến các tình trạng chất lượng không khí nguy hiểm.

Thời tiết nắng và nhiệt độ cao có thể có thêm tác động tiêu cực đến chất lượng không khí khi các đợt nắng nóng đến.

Sóng nhiệt có thể gây cháy rừng. Tại British Columbia , Canada trong tháng 6 và tháng 7 năm 2021, nắng nóng gay gắt lên tới 121,2 độ đã tạo ra thảm thực vật trên mặt đất cực kỳ khô. Khi một cơn giông nghiêm trọng kéo qua khu vực, 29.000 tia sáng đã gây ra 62 đám cháy rừng bùng phát nhanh trong tỉnh.

Ngôi làng Lytton , được biết đến với nhiệt độ bình thường và khí hậu khô theo tiêu chuẩn của Canada, đã bị phá hủy bởi một trong những trận cháy rừng. 1.000 người đã được sơ tán, và hai người chết.

Đến lượt mình, cháy rừng tạo ra khói và PM2.5 có thể trôi đi hàng nghìn dặm từ nguồn của chúng khi có gió mạnh. Ví dụ, khói từ 26.000 đám cháy rừng Amazon riêng lẻ vào năm 2019 có thể được phát hiện cách xa hơn 17700 km ở Papua New Guinea và Australia .

Sự nghịch đảo nhiệt độ

Khi nói đến ô nhiễm, nhiệt độ ấm áp không phải là mối quan tâm duy nhất. Một số ngày ô nhiễm tồi tệ nhất trên thế giới có thể trùng với mùa đông, đặc biệt là khi một khu vực có xu hướng nghịch đảo nhiệt độ.

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 độ.
Nhiệt độ hoặc sự nghịch đảo nhiệt có thể xảy ra trên các thành phố hoặc thung lũng núi khi không khí ấm hình thành trên không khí mát hơn trên mặt đất. Các nắp đảo ngược nhiệt độ và giữ ô nhiễm trong một khu vực, ngăn ô nhiễm phân tán sang các vị trí khác.

Sự đảo ngược cũng có thể bị ảnh hưởng bởi sự hoàn lưu do đảo nhiệt gây ra trong các khu vực đô thị. Hiệu ứng đảo nhiệt xảy ra khi các tòa nhà, đường xá và cơ sở hạ tầng thành phố hấp thụ nhiệt nhiều hơn cây cối và vùng nước xung quanh. Điều này dẫn đến nhiệt độ ở các khu vực thành thị cao hơn so với các khu vực ngoại ô, xanh hơn.

Theo các nghiên cứu năm 2014 và 2015 trên Tạp chí Khí tượng học Ứng dụng và Khí hậu , các lớp không khí tương tác nghịch đảo với nhiệt và các chất ô nhiễm trong khu vực đô thị dẫn đến ô nhiễm không khí nghiêm trọng. Nếu khu vực đô thị ở trong một thung lũng, lưu thông không khí phức tạp do nhiệt đô thị và các phương án thông gió kém để phân tán các chất ô nhiễm ra khỏi đảo.

Các thành phố nằm trong thung lũng hoặc gần các dãy núi như Thành phố Salt Lake , Los Angeles, Denver và Thành phố Mexico có thể bị ô nhiễm nghiêm trọng do sự nghịch đảo nhiệt độ.

Nhiệt độ mùa đông

Nhiệt độ lạnh thường có nghĩa là mọi người phải chuyển sang đốt cháy để sưởi ấm ngôi nhà của họ. Việc đun nấu và đốt cháy nhiên liệu có thể dẫn đến những ngày ô nhiễm vật chất hạt cực kỳ nặng đối với những người đốt củi, than và phân rẻ tiền.

Trong suốt mùa đông năm 2020 đến năm 2021, sự lựa chọn nhiên liệu mùa đông dẫn đến điều kiện chất lượng không khí nguy hiểm cho người dân thành thị ở Mông Cổ , Afghanistan và Kyrgyzstan ở Trung Á.

Trong suốt mùa đông, bất kỳ ngôi nhà nào có lò sưởi đốt củi hoặc lò đốt củi đều có thể là nguồn 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 lần lượng ô nhiễm không khí trong nhà.

Một nghiên cứu năm 2020 được công bố trên Atmosphere đã xem xét việc sử dụng lò đốt gỗ ở Nam Yorkshire, Anh. Nghiên cứu kết luận rằng khi các đầu 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 195 μg / m3 là “Rất không lành mạnh”

Sự kết luận

Ô nhiễm không khí và thời tiết, gió và nhiệt độ đều tương tác để cải thiện hoặc thường xuyên làm xấu đi chất lượng không khí

Biết các điều kiện môi trường và cách chúng tương tác với ô nhiễm trong không khí có thể giúp hiểu rõ hơn những gì góp phần vào chất lượng không khí kém.