Zašto se zrak zimi često pogorša baš navečer?

Prvi hladniji dani često donesu poznat obrazac: poslijepodne je zrak prihvatljiv, navečer koncentracije PM2.5 počnu rasti, a tijekom mirne noći vrijednosti na pojedinim postajama mogu ostati povišene satima. Ujutro se stanje ponekad popravi gotovo jednako brzo kao što se pogoršalo.

To nije slučajnost. Zimska kvaliteta zraka rezultat je kombinacije emisija i meteorologije, a upravo se navečer ta dva faktora često poklope na najnepovoljniji način.

Europska agencija za okoliš navodi da PM2.5 u Europi u velikoj mjeri potječe iz izgaranja krutih goriva za grijanje kućanstava, uz doprinos industrije i prometa.^[1] U dijelu država upravo izgaranje biomase i fosilnih goriva za stambeno grijanje i dalje znatno doprinosi emisijama PM2.5.^[3]

Navečer se istodobno mijenjaju i izvori i atmosfera

Kada temperatura padne, povećava se potreba za grijanjem. U naseljima s mnogo peći i kotlova na drva ili druga kruta goriva to znači da u kratkom razdoblju počinje raditi velik broj malih izvora emisija. Svaki pojedinačni dimnjak može biti malen, ali njihov zajednički učinak na razini naselja može biti vidljiv na PM2.5 mjerenjima.^[1]

Istodobno, nakon zalaska Sunca tlo gubi toplinu, površinski sloj zraka se hladi, a vertikalno miješanje atmosfere slabi. Onečišćenje koje bi se tijekom dana lakše razrijedilo u višem sloju zraka tada ostaje koncentriranije bliže tlu.

Zbog toga večernji rast PM2.5 nije samo pitanje toga koliko se dima proizvodi, nego i koliko ga atmosfera u tom trenutku može razrijediti.

Što je temperaturna inverzija?

U uobičajenim uvjetima temperatura zraka s visinom uglavnom pada, što pogoduje vertikalnom miješanju. Kod temperaturne inverzije događa se suprotno: hladniji zrak ostane pri tlu, a topliji sloj nalazi se iznad njega.

Europska agencija za okoliš opisuje topliji sloj kao svojevrsni poklopac koji ograničava vertikalno miješanje i zadržava onečišćenje blizu površine.^[2] Takva situacija osobito se može razviti tijekom vedrih i mirnih zimskih noći, kada tlo brzo gubi toplinu.^[2]

Ako inverzija potraje više dana, onečišćenje se može postupno nakupljati. Novi izvori svake večeri dodaju čestice u zrak, dok ih slab vjetar i stabilna atmosfera ne uspijevaju dovoljno brzo raspršiti.

Zašto PM2.5 često raste više od PM10?

Izgaranje drva, ugljena i drugih goriva proizvodi velik udio finih čestica, zbog čega se epizode povezane s grijanjem često posebno jasno vide na PM2.5.^[1] PM10 također može rasti, ali na njega snažnije mogu utjecati i grublje čestice poput cestovne i građevinske prašine.

Ako navečer PM2.5 počne kontinuirano rasti na više postaja u istom području, posebno tijekom hladnog i mirnog vremena, grijanje i loši uvjeti raspršenja postaju razumno objašnjenje koje vrijedi provjeriti. Ipak, iz samog grafa nije moguće dokazati pojedinačni izvor.

Zašto se ujutro stanje ponekad naglo popravi?

Nakon izlaska Sunca površina se počinje zagrijavati. Kako se prizemni zrak grije, vertikalno miješanje ponovno jača, a onečišćenje se raspoređuje kroz deblji sloj atmosfere. Ako pritom zapuše vjetar, poboljšanje može biti još brže.

S druge strane, tijekom dugotrajne anticiklone ili jakih inverzija dnevno zagrijavanje može biti preslabo da razbije stabilan sloj. Tada loše vrijednosti ostaju prisutne i tijekom dana, a nova večer ih dodatno pogorša.^[2]

Kiša također može smanjiti koncentracije dijela čestica ispiranjem iz atmosfere, dok vjetar pomaže njihovu razrjeđivanju i transportu. Zato dva jednako hladna dana ne moraju imati ni približno istu kvalitetu zraka.

Kako prepoznati večernji obrazac na grafu?

Jedna visoka vrijednost nije naročito informativna. Mnogo je korisnije pogledati nekoliko sati ili nekoliko dana.

Tipičan obrazac može izgledati ovako: vrijednosti su niže tijekom poslijepodneva, počinju rasti nakon zalaska Sunca, ostaju povišene dio noći, a ujutro padaju kada se atmosfera ponovno počne miješati. Ako se isti ritam ponavlja nekoliko dana i vidi na više okolnih postaja, signal je uvjerljiviji.

AirQuality.city zato uz trenutnu vrijednost prikazuje i trendove, vrijeme mjerenja i lokaciju postaje, jer je jednu AQI brojku lako pogrešno protumačiti bez konteksta.^[4]

Zašto susjedno naselje može imati potpuno drukčiji zrak?

Zimsko onečišćenje može biti vrlo lokalno. Naselje u udolini može zadržavati hladan zrak, dok obližnja lokacija na višoj nadmorskoj visini može biti iznad inverzijskog sloja. Broj kućnih ložišta, vrsta goriva, promet i oblik terena dodatno mijenjaju sliku.

Zato "kvaliteta zraka u gradu" nije uvijek jedna vrijednost. Dvije postaje udaljene nekoliko kilometara mogu istodobno pokazivati osjetno različite koncentracije, a obje mogu ispravno opisivati svoju mikrolokaciju.

Što ćemo vjerojatno češće gledati kako počne sezona grijanja?

Kako temperature budu padale, sve će češće biti večeri u kojima će se istodobno pojaviti veće emisije iz grijanja i slabiji uvjeti za raspršenje. EEA i dalje navodi grijanje na kruta goriva kao važan izvor PM2.5 u Europi.^[1][3]

To ne znači da je svaki zimski skok automatski posljedica kućnih ložišta. Promet, industrija, regionalni transport čestica i vremenski uvjeti također sudjeluju u konačnoj koncentraciji. Ali ako se tijekom hladne, mirne večeri na više postaja pojavi gotovo sinkroni rast PM2.5, vrijedi pogledati cijeli 24-satni graf prije nego što se zaključi što se dogodilo.

Kod kvalitete zraka vrijeme mjerenja često je jednako važno kao i sama brojka.