Ozón

Přízemní ozón III. – vliv polohy

Závěrečná část o přízemním ozónu. Jakou roli hraje poloha? Je důležitá nadmořská výška nebo spíše „čistota lokality“? Kde jsou v ČR a v Evropě měřeny nejvyšší koncentrace ozónu? A hraje roli doprava? Čtěte dále a dozvíte se.

V úvodní kapitole o ozónu jsem zmiňoval, že nejvyšších koncentrací přízemního ozónu je dosahováno na horských stanicích. Má tedy nadmořská výška vliv na koncentrace ozónu? Není nic snadnějšího než to ověřit na datech měřených na stanicích ČHMÚ. Pro srovnání jsem vybral různé stanice po celé republice, přitom jsem se snažil, aby bylo zastoupeno co největší rozpětí nadmořských výšek. V daném výběru má nejnižší nadmořskou výšku stanice Ústí nad Labem – město (147 m n. m.), nejvýše položenou stanicí jsou pak Krkonoše – Rýchory (1001 m n. m.). Jelikož se ozón hodnotí v průměru za 3 roky (kvůli rozdílným meteorologickým podmínkám v jednotlivých letech), použil jsem jako hodnoty ozónu průměrné koncentrace za 3 roky (2014 – 2016).

Závislost koncentrací přízemního ozónu na nadmořské výšce zobrazuje následující obrázek. Kromě samotné nadmořské výšky jsou stanice rozděleny ještě podle jejich klasifikace na městské, předměstské, venkovské a regionální pozaďové lokality.

V grafu lze vysledovat jistý trend, a dalo by se tak říci, že nadmořská výška ovlivňuje koncentrace přízemního ozónu. Nelze si však nevšimnout dalších souvislostí – jednou z nich je to, že jsou v grafu poměrně hezky seskupeny stanice podle typu lokalit (barva bodů), přičemž koncentrace ozónu rostou od městských pozaďových lokalit, přes předměstskévenkovské až k regionálním pozaďovým stanicím. Druhá věc, které si lze všimnout je, že některé lokality mají podobnou nadmořskou výšku, avšak průměrné koncentrace přízemního ozónu se liší. Dobře je to patrné u stanic Brno – Dětská nemocnice, Brno – Tuřany a Mikulov – Sedlec. Stanice mají velmi podobnou nadmořskou výšku, avšak klasifikace stanic je rozdílná, a koncentrace přízemního ozónu taktéž.

Tyto skutečnosti tedy naznačují jiný, významnější vliv, než je samotná nadmořská výška stanic. Důležitým faktorem je přítomnost dalších látek v ovzduší, se kterými může ozón reagovat. Jinak řečeno čím čistější lokalita z pohledu jiných látek (oxidy dusíku atp.), tím vyšší koncentrace ozónu. Většina regionálních pozaďových lokalit leží ve vyšších polohách, kde je nejčistěji, takže logicky měří vyšší koncentrace ozónu. V Jihomoravském kraji je regionální pozaďová lokalita Mikulov – Sedlec pouze v nadmořské výšce 245 m n. m., přesto měří srovnatelné koncentrace, jako např. stanice Souš či Přimda (771 resp. 740 m n. m.). Svůj vliv určitě sehrává vyšší teplota v lokalitě Mikulov – Sedlec, a současně dostatečná „čistota“ z hlediska ostatních látek. Nejvyšší koncentrace jsou pak měřeny v lokalitě Štítná nad Vláří (vrchol Bílých Karpat), která je sice „jen“ ve výšce 600 m n. m., avšak lokalita leží mimo jakoukoliv civilizaci.

Jak tedy vyjádřit tuto „čistotu“ lokality? Určitě si vzpomínáte na obrázek z první kapitoly o ozónu – jak se tvoří a jak se spotřebovává. Tvorba ozónu je závislá na koncentracích oxidu dusičitého NO2, reakce a spotřeba je pak spojena oxidem dusnatým NO. Tyto látky jsou alespoň na některých z výše jmenovaných ozónových stanic měřeny (bohužel ne na stanicích s nejvyššími koncentracemi O3, jako jsou Štítná nad Vláří či Krkonoše – Rýchory). Vztah mezi oběma oxidy dusíku lze vyjádřit pomocí poměru NO / NO2, který čím je vyšší (v atmosféře je více NO na úkor NO2), tím jsou koncentrace ozónu nižší.

Proložením bodů získáme hezkou závislost s relativně vysokým indexem spolehlivosti R2. Hlavním emitentem NO jsou spalovací procesy, v letních měsících téměř výhradně motory automobilů. Proto jsou v centrech měst měřeny nižší koncentrace, než na předměstí či na venkově.

Je potřeba poznamenat, že výše zmíněné souvislosti platí pro průměrné hodnoty, nejlépe za více let. Maximální koncentrace, resp. maximální 8hodinový klouzavý průměr za den, který má vztah k legislativě, je podstatně více závislý na meteorologických podmínkách (teplota, sluneční záření) a trend zde není tak zřejmý. Další graf tedy zobrazuje 26. nejvyšší hodnotu maximálního 8hodinového klouzavého průměru za den v průměru za 3 rokyZní to strašně kostrbatě a složitě – já to nevymyslel, takto je to v evropské i české legislativě.

Z grafu vyplývá, že při nižších poměrech NO / NO2 má především vliv aktuální teplota a sluneční svit. Maximální hodnoty byly naměřeny v předměstských pozaďových lokalitách Praha 4 – Libuš, Brno – Tuřany a dále na regionálních pozaďových stanicích Červená hora a Mikulov – Sedlec. Bohužel zde nejsou zastoupeny stanice s nejvyššími hodnotami maximálních koncentrací ozónu, jako je Štítná nad Vláří, či Krkonoše – Rýchory, kde se bohužel koncentrace oxidů dusíku neměří. Přesto je patrné, že městské pozaďové lokality (v centru města), jako jsou Brno – Dětská nemocnice či Ústí nad Labem – město měří již podstatně nižší maximální koncentrace. Avšak minima dosáhneme, až pokud k pozaďovým stanicím přidáme i dopravní stanici Brno – Zvonařka, ležící „u zdroje“ NO (poměr NO / NO2 = 1, čili jsou zde stejné koncentrace NO jako NO2 … v regionálních pozaďových lokalitách jsou koncentrace NO2 zhruba 10x vyšší než NO!). Opět se potvrzuje, co jsem psal již dříve, že paradoxně exhalace z dopravy pomáhají snižovat koncentrace přízemního ozónu.

Pro dokreslení vysokých koncentrací ozónu v „čistých“ lokalitách s vyšší nadmořskou výškou přidám ještě jeden obrázek. V první kapitole o ozónu jsem psal, že ozón ke vzniku potřebuje sluneční záření. Vzniká tedy pouze přes den. Pokud je tedy přes den dostatečně teplo a slunečno, vzniká víc ozónu, než se spotřebuje na další reakce, a jeho koncentrace rostou. Ale v noci, bez slunečního záření, k tvorbě nedochází. Ozón se tak pouze spotřebovává a jeho koncentrace klesají. Hezky to bylo patrné na denním chodu koncentrací ve dnech s vysokými koncentracemi ozónu (4. obrázek minulé kapitoly) – pokles na městských brněnských stanicích byl výraznější než na venkovských stanicích, přesto byl pokles všude patrný.

A jak to vypadá na horských „čistých“ lokalitách? Když ozón nemá s čím reagovat, tak jeho koncentrace zůstávají vysoké i přes noc.

Z uvedených lokalit leží nejníže Košetice, na kterých je ještě noční pokles patrný. Ale lokality jako Krkonoše – Rýchory, Štítná nad Vláří, Churáňov nebo Svratouch měří ve dnech, kdy alespoň 1 hodinová koncentrace ozónu přesáhne 150 µg∙m–3, velmi vysoké koncentrace i v noci a hodnoty jsou téměř vyrovnané.

No a když už jsme u té polohy … zajímavé je rovněž podívat se na koncentrace v evropském kontextu. Následující 2 mapy ukazují situaci v Evropě v roce 2014 a 2012. I zde je patrný vliv polohy – zeměpisné šířky. A proč tomu tak je byste měli být schopni poznat sami 😊. 

A to je o ozónu v tuto chvíli vše, příště už z jiného soudku :-).

Oštítkováno , ,

Okomentujte článek ...