Contrasterende optische eigenschappen van fijnstof in Seoel en Mexico-Stad benadrukken de klimaatimpact
Ernstige fijnstofvervuiling in Seoul en Mexico-Stad vertoont opmerkelijke verschillen, ondanks dat het dezelfde soort fijne deeltjes (PM2.5) bevat. De lucht in Seoul reflecteert de zonnestralen, wat bijdraagt aan een koelend effect op de aarde. Daarentegen hebben de deeltjes in Mexico-Stad een grotere neiging om zonlicht te absorberen, wat mogelijk de opwarming van de aarde versnelt.
Een onderzoeksteam onder leiding van professor Sang Seo Park van de afdeling Civiele, Stedelijke, Aard- en Milieu-engineering aan UNIST heeft chemische monsters en optische gegevens van PM2.5 geanalyseerd, verzameld uit 14 steden wereldwijd. Hun bevindingen tonen aan dat er aanzienlijke verschillen zijn in de optische en chemische kenmerken van fijne deeltjes in deze twee stedelijke omgevingen.
Volgens de studie bevat het fijnstof in Seoul een hoog percentage sulfaat- en nitraatverbindingen, die de neiging hebben om zonlicht sterk te verstrooien, wat resulteert in een reflecterende (albedo) aard. In tegenstelling tot Seoul heeft Mexico-Stad een relatief hogere aanwezigheid van zwart koolstof—roet—dat zonlicht absorbeert en een absorberende eigenschap vertoont. Dit betekent dat, zelfs bij dezelfde PM2.5-niveaus, de deeltjes in Seoul zonlicht terug de ruimte in reflecteren, wat een koelend effect heeft, terwijl de deeltjes in Mexico-Stad zonne-energie absorberen, wat mogelijk de lokale opwarming versnelt.
Het onderzoek vergeleek chemische samenstellingsgegevens (SPARTAN) en optische metingen (AERONET)—een netwerk op de grond dat beoordeelt hoe zonlicht wordt verstrooid en geabsorbeerd terwijl het door de atmosfeer gaat—van 14 steden wereldwijd, waaronder Seoul, Beijing en Mexico-Stad. AERONET-gegevens maken het mogelijk om de concentratie van fijnstof in te schatten op basis van hoeveel zonlicht wordt verduisterd en verstrooid door atmosferische aerosolen.
De resultaten gaven aan dat een hoger percentage verstrooiingscomponenten, zoals sulfaat en nitraat, samenhangt met verhoogde Single Scattering Albedo (SSA) waarden. SSA kwantificeert de verhouding van licht dat wordt gereflecteerd ten opzichte van datgene dat wordt geabsorbeerd door luchtdeeltjes; waarden die dichter bij 1 liggen duiden op voornamelijk verstrooiende deeltjes, terwijl lagere waarden een hogere absorptie aangeven.
De studie ontdekte dat naarmate het aantal absorberende componenten zoals zwart koolstof toenam, de SSA afnam, vooral bij langere golflengten (870–1.020 nm). Bovendien leidden grotere hoeveelheden stof van de bodem tot snelle veranderingen in golflengte-afhankelijke verstrooiings eigenschappen (dSSA en rSSA).
Sujin Eom, de eerste auteur van de studie, verklaarde: “Dit onderzoek toont aan, door middel van directe metingen in plaats van modellering, hoe verschillen in chemische samenstelling het optische gedrag en de klimaateffecten van aerosolen beïnvloeden. Het benadrukt het belang van het overwegen van niet alleen PM2.5-concentraties, maar ook hun samenstelling in studies over luchtkwaliteit en klimaat.”
Professor Park voegde daaraan toe: “Onze bevindingen vormen een basis voor het indirect schatten van de toxiciteitverschillen van fijne deeltjes op basis van hun optische eigenschappen. Deze aanpak kan de nauwkeurigheid van luchtkwaliteitsvoorspellingen verbeteren en het openbaar gezondheidsbeleid informeren.”
Dit gezamenlijke onderzoek werd uitgevoerd in samenwerking met het UNIST Particle Pollution Research and Management Center.
