2014年5月5日,《地球物理学研究杂志:大气》(JournalofGeophysicalResearch:Atmospheres)发表题为《美国未来夏季臭氧的预测》(ProjectionsofFutureSummertimeOzoneovertheU.S)的文章指出,气温上升可能会加重美国夏季的臭氧污染。
与平流层中的臭氧不同,地面臭氧能引发一系列的健康问题,包括加重哮喘、支气管炎和肺气肿。即使短暂不健康的臭氧水平也可引起局部死亡率的上升。臭氧污染也可损害农作物和其他植物。为了研究气候变化对臭氧污染的影响,研究人员使用A2气候和RCP8.5人为排放情景下的区域耦合化学迁移模型评估了目前和2050年未来时期美国夏季表面臭氧的变化。他们研究了两种情况:一种是到2050年,人类活动排放的氮氧化物和挥发性有机化合物将维持目前的水平;另一种是,排放量削减60%~70%。这两种情况均假设持续的温室气体排放使温度显著升高。
研究发现,如果排放继续以目前的速度进行,到2050年,美国臭氧8小时浓度将上升70%,超过美国环境保护署(EPA)规定的浓度限值75ppb(即十亿分之一,表示空气中污染物的体积浓度)。总体来看,在2050年,90%的时间臭氧浓度范围为30~87ppb,而目前的臭氧浓度范围为31~79ppb。虽然范围本身浮动较小,但其结果超出浓度限值的天数远多于目前。美国东部、中西部和西海岸部分污染严重的地区,臭氧已经常超过建议的水平。臭氧浓度随气候变化的增加有三个主要原因:在较高温度时,大气中生成臭氧的化学反应更加快速;植物在较高温度下能挥发出更多的挥发性有机化合物,如果夹杂着人为来源的污染物,它可以增加臭氧的形成;甲烷有助于全球臭氧的增加,并将提高美国地面臭氧的基线水平。在第二种情景中,研究人员发现,即使温度升高,大幅削减氮氧化物和挥发性有机化合物也可以减少臭氧污染,90%的时间臭氧浓度的范围为27~55ppb。