Ozón (O3) je opticky aktívny plyn, ktorý zohráva kľúčovú úlohu v zemskej atmosfére. Absorbuje a emituje dlhovlnné (LW) infračervené žiarenie a pohlcuje krátkovlnné (SW) slnečné žiarenie v ultrafialovom a viditeľnom spektre. Hoci 90 % ozónu sa nachádza v stratosfére, zmeny v troposférickom ozóne majú podľa dlhodobých zistení väčší vplyv na radiačné pôsobenie. Nová štúdia sa zameriava na hodnotenie troch rôznych mier radiačného pôsobenia (okamžité: IRF; prispôsobené teplote stratosféry: SARF; efektívne: ERF) pre budúce zmeny ozónu, pričom oddeľuje účinky zmien prekurzorov ozónu a látok poškodzujúcich ozónovú vrstvu (ODS).

Radiačné pôsobenie ako kľúčová metrika

Radiačné pôsobenie je užitočná metrika v klimatickej vede, ktorá poskytuje prvotný odhad potenciálneho klimatického významu rôznych mechanizmov pôsobenia.

• Okamžité radiačné pôsobenie (IRF) je najjednoduchšia definícia, predstavujúca zmenu radiačných tokov spôsobenú narušením zloženia atmosféry bez akýchkoľvek iných zmien.
• Radiačné pôsobenie prispôsobené teplote stratosféry (SARF) zahŕňa prispôsobenie teplôt v stratosfére, ktoré nastane v priebehu niekoľkých mesiacov v reakcii na zmeny v radiačnom ohreve.
• Efektívne radiačné pôsobenie (ERF) je definované ako nerovnováha energie na vrchole atmosféry (TOA), keď je zmena globálnej priemernej povrchovej teploty nulová. Táto definícia implicitne zahŕňa aj následné zmeny v klimatickom systéme, ako sú zmeny atmosférických teplôt, vodnej pary, oblačnosti a povrchového albeda, ktoré sú nezávislé od zmeny globálnej priemernej povrchovej teploty. Štúdia zdôrazňuje, že ERF je vhodnejšou metrikou na diagnostikovanie klimatických účinkov zmien stratosférického ozónu.

Kľúčové zistenia pre scenár SSP3-7.0 (2015 – 2050)

Štúdia sa zamerala na scenár Shared Socioeconomic Pathway 3-7.0 (SSP3-7.0), ktorý predpokladá nízku úroveň kontroly emisií súvisiacich so znečistením ovzdušia. Zistilo sa robustné zvýšenie ozónu v dôsledku budúceho nárastu prekurzorov ozónu a poklesu látok poškodzujúcich ozónovú vrstvu (ODS).

• Nárast ozónu: Globálny priemer celkového stĺpca ozónu (TCO) sa má zvýšiť o 12.2 ± 5.2 DU v období 2015 až 2050. Z toho 4.3 ± 1.0 DU (približne 39 %) pripadá na nárast troposférického stĺpca ozónu (TrCO). Najväčšie zvýšenie TrCO sa očakáva nad Blízkym východom, Indiou a juhovýchodnou Áziou.
• Radiačné pôsobenie: To vedie k nárastu radiačného pôsobenia v období 2015 až 2050 o 0.268 ± 0.084 W m−2 ERF. Toto zvýšenie robí z ozónu druhý najväčší prispievateľ k budúcemu otepľovaniu do roku 2050 v tomto scenári.
  • Približne polovica tohto zvýšenia je spôsobená obnovou stratosférického ozónu a polovica prekurzormi troposférického ozónu.
  • Príspevok ODS k ERF je 0.156 ± 0.071 W m−2, zatiaľ čo príspevok prekurzorov troposférického ozónu je 0.136 ± 0.035 W m−2. Tento výsledok naznačuje, že efektívnosť radiačného pôsobenia zmien ODS je takmer trikrát vyššia, než sa predpokladalo v predchádzajúcich hodnoteniach.

Úpravy klimatického systému

Štúdia analyzovala aj „rýchle úpravy“, ktoré sú zahrnuté v ERF:

• Zmeny oblačnosti: Zistilo sa, že nárast ozónu vedie k zníženiu oblačnosti, najmä v hornej troposfére. Toto spôsobuje celkovo negatívnu úpravu radiačného pôsobenia (pozitívna v krátkovlnnej oblasti, negatívna v dlhovlnnej oblasti). Celkové efekty oblačnosti sa však do značnej miery navzájom rušia.
• Zmeny vodnej pary a albeda: Úpravy súvisiace so zmenami vodnej pary a albeda sú pozitívne. Bol pozorovaný robustný pokles povrchového albeda, čo sa premieta do pozitívneho príspevku SW k ERF.

Porovnanie metodík

Štúdia porovnávala výpočty radiačného pôsobenia z globálnych modelov atmosféry/zemného systému (online metódy) a pomocou radiačných jadier (offline metódy). Hoci sú online ERF a SARF podobné pre kombinované účinky prekurzorov ozónu a ODS, nie je to tak pri ich samostatnom posudzovaní. Napríklad, SARF vypočítané jadrom je pre radiačné pôsobenie ozónu zo zmien ODS dvakrát nižšie ako ERF, čo zdôrazňuje potrebu porovnávať modely offline radiačného prenosu s komplexnými modelmi zemského systému.

Závery pre politické rozhodovanie

Táto štúdia poskytuje dôležité informácie pre tvorbu politík, pretože sa zameriava na budúce zmeny. Naznačuje, že zvýšenie radiačného pôsobenia očakávané zo záväzkov na zníženie ODS by mohlo kompenzovať väčšinu klimatických prínosov zníženia ich priameho skleníkového efektu. Je preto potrebná opatrnosť pri interpretácii a porovnávaní výpočtov radiačného pôsobenia pre ozón, najmä ak sa posudzujú samostatné účinky prekurzorov ozónu a ODS. JRi