Επίπτωση της κλιματικής αλλαγής στη μελλοντική χημική σύσταση της ατμόσφαιρας

Abstract

The scope of this thesis is to investigate the potential impact of future climate change on ozone and secondary inorganic particulate matter concentrations in Europe. To this aim a statistical model to examine the potential impact of increasing future temperatures due to climate change on ozone exceedances is developed. The statistical model is based on the fact that the total derivative of ozone with temperature reflects the sum of the partial derivatives of ozone with temperature-dependent physical and chemical processes. The historical ozone-temperature relationship is examined and then combined with future temperature projections from 3 state-of-the-art regional climate models to provide estimates of future ozone exceedance days under the assumption that this relationship will retain its main characteristics. In addition simulations with the global chemical transport model GEOS-CHEM driven by the NASA Goddard Institute for Space Studies general circulation model (NASA/GISS GCM) are conducted to examine the effects from changes in climate and emissions on future ozone and secondary inorganic particulate matter concentrations. Finally, the results of the statistical approach are examined against those simulated by the GISS/GEOS-CHEM dynamical modelling system.

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στη μελλοντική χημική σύσταση της ατμόσφαιρας πάνω από την Ευρώπη και πιο συγκεκριμένα στις μελλοντικές συγκεντρώσεις του όζοντος και των δευτερογενών ανόργανων αιωρούμενων σωματιδίων. Για το σκοπό αυτό αναπτύσσεται και εφαρμόζεται στατιστικό μοντέλο ώστε να παραχθούν εκτιμήσεις για τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στα μελλοντικά επεισόδια του όζοντος. Το στατιστικό μοντέλο βασίζεται στο γεγονός ότι η συνολική παράγωγος του όζοντος με τη θερμοκρασία αντανακλά το άθροισμα των μερικών παραγώγων του όζοντος με τις θερμοκρασιακά εξαρτώμενες φυσικές και χημικές διεργασίες, Για τον υπολογισμό των μελλοντικών επεισοδίων του όζοντος χρησιμοποιείται η ιστορική σχέση Ο3-Τ, σε συνδυασμό με εκτιμήσεις για τις μελλοντικές θερμοκρασίες από τρία state-of-the-art περιοχικά κλιματικά μοντέλα με την παραδοχή ότι η ιστορική αυτή σχέση θα διατηρεί τα κύρια χαρακτηριστικά της και μελλοντικά. Επιπλέον, πραγματοποιούνται προσομοιώσεις με το παγκόσμιο κλιματικό-χημικό σύστημα μοντελοποίησης GISS/GEOS-CHEM για τη μελέτη των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής αλλά και της αλλαγής των εκπομπών στις μελλοντικές συγκεντρώσεις του όζοντος και των δευτερογενών ανόργανων αιωρούμενων σωματιδίων. Τέλος, τα αποτελέσματα του GISS/GEOS-CHEM για τα μελλοντικά επεισόδια του όζοντος υπό την επίδραση της κλιματικής αλλαγής χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων του στατιστικού μοντέλου.