Vilka halter och nedfall av luftföroreningar kan vi förvänta oss i framtiden? Deposition av kväve- och svavelföreningar och lufthalter av partiklar (PM2.5) och ozon i bakgrundsluft samt hur påverkan på skog och grödor förändras i framtiden Magnuz Engardt, SMHI; Per Erik Karlsson, IVL; Robert Bergström, SMHI; Mattias Hallqvist, GU; Jenny Klingberg, GU; Håkan Pleijel, GU; Joakim Langner, SMHI.
Global klimatmodell ECHAM5-r3 Global klimatmodell HadCM3-ref Randfält 1 Randfält 2 Regional klimatmodell RCA3 Meteorologi 1 Meteorologi 2 Spridningsmodell MATCH Halt & Deposition 1 Halt & Deposition 2 Klimatscenario (utsläpp av växthusgaser) SRES A1B RCP4.5 Scenario luftföroreningar Fas 1 Fas 2 CLEO Eurobase
Modellerad årlig totaldeposition av svaveloch kväveföreningar till Sverige (1960-2050)
Observerad förändring av våtdeposition av kväveföreningar till Sverige 1970 till 1989 1990 till 2009 Hansen m.fl. (2013)
Förändring (2000 till 2050) av totaldeposition av oxiderat kväve till Europa Engardt och Langner (2013) Enbart klimatförändring (3 olika klimatprojektioner) Förändrat klimat och förändrade emissioner (enligt RCP4.5; fas1).
Förändring (2000 till 2050) av totaldeposition av reducerat kväve till Europa Engardt och Langner (2013) Enbart klimatförändring (3 olika klimatprojektioner) Förändrat klimat och förändrade emissioner (enligt RCP4.5; fas1).
Jämför MATCH- och EMEPmodellen. Historiska emissioner, historiskt klimat.
Observerat årsmedelvärde av PM 2.5 i bakgrundsluft i Europa 2010 Observerat PM 2.5 (2010)
Sammansättning PM 2.5 (2010) Regionala bakgrundsstationer!
Förändring av PM 2.5 (från 2005 till 2030) Modellberäknad skillnad mellan PM 2.5 med 2030 och 2005 års emissioner (endast emissionsförändringar!) -5-4 -3-2 -1.5-1 -0.5-0.1 0 µg m -3
PM 2.5 i bakgrundsluft 2030 Prognos 2030 Vavihill: ca 5 µg m -3 (4.9 5.3 µg m -3 ) Aspvreten: ca 4.5 µg m -3 (4.3 4.8 µg m -3 ) Bredkälen: ca 1.9 µg m -3
Den framtida utvecklingen för ozon nära marken scenarier för utsläpp av ozonbildande ämnen. Framtida scenarier vad gäller utsläpp av ozonbildande ämnen från Europa är relativt lika mellan RCP 4.5 och CLEO Eurobase.
linjär trend 1990-2011 (Δppb per år) Den framtida utvecklingen för ozon nära marken generellt 0.3 0.2 0.1 0-0.1-0.2-0.3 alla Esrange 0 20 40 60 80 100 percentil Ozonhalter vid 25 platser i norra och mellersta Europa samt för Esrange i norra Sverige. Linjär trend i olika percentiler för ozonhalt 1990-2011. Höga ozonhalter minskar men låga till medelhöga halter ökar. I norra Sverige ökar dock de högsta halterna. Klingberg, Pleijel, Karlsson, pågående arbete
dagar ppb Den framtida utvecklingen för ozon nära marken inverkan på hälsa Precisering Frisk Luft: Marknära ozon överstiger inte 35 ppb (70 µg/m 3 ) beräknat som ett 8-timmars medelvärde Rörvik Vavihill Observationer Modellering Östad Vindeln Asa Esrange 120 100 Max 8-tim medelhalt 80 60 40 1989 1994 1999 2004 2009 2014 Karlsson, Pihl Karlsson, pågående arbete 300 250 200 150 100 Dagar med max 8h medelhalt >35 ppb. 50 1989 1994 1999 2004 2009 2014 Esrange Karlsson, Engardt, Pleijel, CLEO-rapport
ppb timmar Den framtida utvecklingen för ozon nära marken inverkan på växtligheten Precisering Frisk Luft: Marknära ozon överstiger inte AOT40 april-september 5 000 ppb timmar (10000 µg/m 3 timmar), april-september Rörvik Östad Vindeln Vavihill Asa Esrange Observationer Modellering 20000 AOT40, apr-sep Idag 15000 10000 5000 0 1989 1994 1999 2004 2009 2014 2050 Karlsson, Pihl Karlsson, pågående arbete Klingberg, Engardt, Pleijel, Karlsson, accepterat Biogeosciences
POD1 (mmol m-2 PLA) AOT40 (ppm timmar) POD1 (mmol m-2 PLA) AOT40 (ppm timmar) Måluppfyllelsen för inverkan av ozon på växtligheten beror på vilket ozonindex som används AOT40 40 Vavihill 30 30 20 Ozonflux (POD1) 30 20 10 O 3 Vindeln POD1 (lat-model) Critical level POD1 AOT40 (Apr-Sep) Critical level AOT40 30 20 10 10 0 0 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 År Baserat på AOT40 uppnås målvärdet till 2050 i hela Sverige. Baserat på ozonflux uppnås gällande målvärden endast i norra Sverige. 10 20 0 0 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 År (Emissionsscenario RCP 4.5) Klingberg, Engardt, Pleijel, Karlsson, accepterat Biogeosciences
f(c) Ett förenklat index för ozonflux, S- POD 0.05 0.04 0.03 0.02 s S-POD (Simplified Phytotoxic Ozone Dose), tar i viss mån hänsyn till ozonflux. Målsättning att kunna övervakas med relativt enkla medel. 0.01 0 m c 0 0 10 20 30 40 50 60 Utvecklingsarbete med separat finansiering från Naturvårdsverket. Karlsson, Danielsson, Pleijel, Simpson, Uddling, Pihl-Karlsson. c (ppb)
Slutsatser; framtida deposition och lufthalter Deposition av kväve och svavelföroreningar Modellberäkningar visar att deposition av svavel- och kväveföreningar till Sverige minskar från ca. 1980 och fram till 2050 (observationer av trender i kvävedeposition ger inte lika tydligt utslag) Emissionsförändringar (i Europa) överskuggar ev. effekter av ett ändrat klimat. Modellberäkningarna står och faller med emissionsdata
Slutsatser; framtida deposition och lufthalter Lufthalter av partiklar PM 2.5 i svensk bakgrundsluft domineras av organiska ämnen (~35-50%) och sulfat (~20%). Beslutade emissionsförändringar mellan 2005 och 2030 leder till minskande halter av PM 2.5. i Skåne är minskningen omkring 2 μg m -3 (ca 30%) i Götaland och delar av Svealand större än 1μg m -3 (ca 20%) i norra Sverige mindre än 0.5 μg m -3 (ca 10%) Betydande osäkerheter finns när det gäller utsläpp från vedeldning i Sverige och övriga Europa Eldning med biobränslen (ved) är en dominerande källa till (antropogena) organiska partiklar Mycket talar för att emissionerna är underskattade i nuläget En framtida ökning av biobränsle-användning riskerar att leda till ökande partikelhalter om inte krav ställs på modern förbränningsteknologi
Slutsatser; framtida deposition och lufthalter Marknära ozon Framtida förekomst av ozon över Sverige kommer att minska baserat på scenarier RCP 4.5 och CLEO Eurobase Nuvarande precisering inom Frisk Luft för ozon och hälsa kommer inte att uppnås inom överskådlig framtid Nuvarande precisering för ozon och växtlighet kommer att uppnås till ca år 2030 i hela landet En mer modern precisering som används inom LRTAP baserad på ozonflux kommer inte att uppnås i södra Sverige
Tack för uppmärksamheten! www.cleoresearch.com Magnuz Engardt, SMHI Per Erik Karlsson, IVL