Suhu dan angin sering disertakan pada peta kualitas udara yang menampilkan informasi polutan secara real-time. Namun, mengapa faktor lingkungan ini dicantumkan, dan bagaimana dampaknya terhadap kualitas udara?

Berikut ini adalah ulasan tentang bagaimana angin dan suhu, berinteraksi dengan polutan untuk memengaruhi kualitas udara.

Bagaimana angin memengaruhi polusi udara?

Angin dapat membantu menyebarkan polutan. Ketika polutan berada di suatu wilayah, angin dapat menyebarkan polutan keluar dari wilayah tersebut dan mengurangi konsentrasi polutan yang lebih kuat di suatu wilayah.[1] Hal ini juga dapat menerbangkan polutan jauh dari sumbernya - seperti yang terjadi saat asap kebakaran hutan di bagian barat Amerika Serikat mengirimkan partikel polutan sejauh Eropa barat.

Namun, kondisi geografis terkadang dapat menjadi tantangan bagi angin dalam menyebarkan polutan. Polutan mungkin tidak terdorong keluar dari lembah jika angin yang bertiup tidak dapat naik melalui pegunungan. Dalam kasus tersebut, polutan dapat berkumpul dalam konsentrasi yang lebih tinggi di dasar gunung - atau lebih buruk lagi, menciptakan efek "cerobong lembah gunung".

Sebuah studi tahun 2009 di Journal of Geophysical Research: Atmosfer menemukan bahwa angin lembah pegunungan berperan dalam menciptakan lapisan polusi kedua di Beijing, Cina.[2].

Angin lembah pegunungan yang bertiup terutama ke arah selatan mengumpulkan polutan permukaan dari kota, mengalir di sepanjang permukaan pegunungan, dan menciptakan lapisan polusi kedua yang lebih tinggi yang mengalir ke arah utara di atas kota. Polutan dari lapisan tersebut dapat kembali ke permukaan dan mempengaruhi penduduk untuk kedua kalinya.

Pengenceran dan koagulasi hujan

Hujan dapat membantu mengencerkan polutan di udara dengan konsentrasi tinggi. Karena materi partikulat kasar (PM10) seperti debu, kotoran, dan serbuk sari lebih besar dan lebih berat daripada partikel lainnya, hujan dapat membantu PM10 mengendap di tanah lebih cepat daripada partikel halus yang lebih kecil (PM2.5).[3]

Hujan kurang efektif dalam mengencerkan PM2.5. Para peneliti di Lanzhou, Cina mengukur seberapa besar dampak hujan terhadap konsentrasi PM10, PM2.5, dan PM1 di udara dari tahun 2005 hingga 2007.[4] Hujan yang sangat lebat dapat mengurangi polutan partikel yang lebih besar dalam jumlah yang kecil, tetapi hampir tidak berpengaruh terhadap partikel yang lebih kecil dari 2,5 mikron.

Saat air hujan turun, air hujan juga dapat menarik polutan partikel yang diangin-anginkan dalam proses yang disebut koagulasi. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan di Kimia dan Fisika Atmosfer pada tahun 2015, para peneliti menemukan bahwa semakin kecil tetesan air, semakin mudah air tersebut menarik aerosol.[5] Kelembaban relatif yang rendah juga membantu dalam proses tersebut.

Jika sumber polusi udara adalah kebakaran hutan, hujan lebat juga dapat membantu memadamkan api dan mengakhiri emisi asap.

Hari-hari yang panas dan cerah dapat menyebabkan kabut ozon

Panasnya musim panas dapat menyebabkan kabut asap - penampakan seperti kabut yang paling sering ditemukan di daerah perkotaan. Namun, alih-alih terdiri dari tetesan air kecil seperti kabut, kabut musim panas sebenarnya adalah permukaan tanah. ozonatau kabut asap.

Kapan nitrogen oksida dan senyawa organik yang mudah menguap (VOC) yang dipancarkan dari pembakaran - sering kali kendaraan - berinteraksi dengan sinar matahari, reaksinya menciptakan ozon.

Ozon lebih jarang ditemukan ketika ada kelembaban tinggi, hujan, angin, atau suhu yang lebih dingin.

Karena cuaca hangat merupakan faktor penting dalam menciptakan ozon, kota-kota yang terkenal cerah seperti Los Angeles dapat mengalami hari-hari dengan kabut asap tebal. Akibatnya, beberapa kota seperti Bogota, Kolombia; Paris, Prancisdan Kota Meksiko, Meksiko memiliki akses mobil yang terbatas ke kota dalam upaya mengurangi kabut asap.[7].

Bagaimana gelombang panas menyebabkan asap

Cuaca cerah dan suhu tinggi dapat memberikan dampak negatif tambahan terhadap kualitas udara. Ketika suhu tinggi melebihi batas normal dan berlangsung dalam jangka waktu yang lama, gelombang panas yang dihasilkan dapat menyebabkan kondisi kualitas udara yang berbahaya.

Gelombang panas dapat memicu kebakaran hutan. Di British Columbia, Kanada selama bulan Juni dan Juli 2021, panas yang menyengat hingga mencapai 121,2 derajat menyebabkan vegetasi di permukaan tanah menjadi sangat kering. Ketika badai petir yang parah melanda wilayah tersebut, 29.000 sambaran petir berkontribusi pada 62 kebakaran hutan yang bergerak cepat di provinsi tersebut.[8,9].

Desa Lyttonyang dikenal dengan suhu yang biasanya tinggi dan iklim yang kering menurut standar Kanada, hancur oleh salah satu kebakaran hutan. 1.000 orang dievakuasi, dan dua orang meninggal dunia.

Kebakaran hutan, pada gilirannya, menghasilkan asap dan PM2.5 yang dapat melayang selama ribuan mil dari sumbernya ketika terbawa oleh angin. Sebagai contoh, asap dari 26.000 individu Kebakaran hutan Amazon pada tahun 2019 dapat dideteksi sejauh 11.000 mil di Papua Nugini dan Australia.

Inversi suhu

Dalam hal polusi, suhu yang hangat bukanlah satu-satunya masalah. Beberapa hari polusi terburuk di dunia dapat bertepatan dengan musim dingin, terutama ketika suatu wilayah rentan terhadap inversi suhu.

Inversi suhu atau termal dapat terjadi di atas kota atau lembah gunung ketika udara hangat terbentuk di atas udara yang lebih dingin di permukaan tanah. Inversi suhu menutup dan memerangkap polusi di suatu daerah, mencegah polusi menyebar ke lokasi lain.

Inversi juga dapat dipengaruhi oleh sirkulasi yang disebabkan oleh pulau panas di daerah perkotaan. Efek pulau panas terjadi ketika bangunan, jalan, dan infrastruktur kota menyerap panas lebih banyak daripada pepohonan dan badan air di sekitarnya. Hal ini menyebabkan suhu yang lebih tinggi di daerah perkotaan daripada di daerah terpencil yang lebih hijau.

Menurut studi tahun 2014 dan 2015 di Jurnal Meteorologi dan Klimatologi Terapanlapisan udara dalam inversi berinteraksi dengan panas dan polutan di daerah perkotaan yang menyebabkan polusi udara yang serius.[10,11] Jika daerah perkotaan berada di lembah, sirkulasi udara menjadi rumit karena panas perkotaan dan pilihan ventilasi yang buruk untuk menyebarkan polutan ke luar pulau.

Kota-kota yang terletak di lembah atau dekat pegunungan seperti Kota Salt Lakedan Los Angeles, Denverdan Mexico City dapat mengalami polusi yang parah melalui inversi suhu.[12,13,14,15].

Suhu musim dingin

Suhu dingin sering kali membuat orang harus beralih ke pembakaran untuk menghangatkan rumah mereka. Memasak dan membakar bahan bakar dapat menyebabkan polusi partikel yang sangat berat selama berhari-hari bagi orang-orang yang membakar kayu, batu bara, dan kotoran murah.

Selama musim dingin tahun 2020 hingga 2021, pilihan bahan bakar musim dingin menyebabkan kondisi kualitas udara yang berbahaya bagi warga perkotaan di Mongolia, Afganistan, dan Kyrgyzstan di Asia Tengah.

Selama musim dingin, rumah mana pun yang memiliki perapian kayu bakar atau pembakar kayu dapat menjadi sumber polusi udara di dalam dan luar ruangan. Namun, sebuah penelitian baru-baru ini memperingatkan bahwa pembakar kayu dapat menjadi ancaman bagi kualitas udara dalam ruangan, meningkatkan polusi udara di dalam rumah hingga tiga kali lipat.

Sebuah studi tahun 2020 yang diterbitkan di Suasana yang mengulas penggunaan pembakar kayu di South Yorkshire, Inggris.[17] Studi ini menyimpulkan bahwa ketika pembakar kayu dinyalakan, tingkat partikel rata-rata meningkat dari 27 mikrogram per meter kubik (μg/m3) menjadi 195 μg/m3.

Indeks kualitas udara AS menganggap 195 μg/m3 sebagai "Sangat Tidak Sehat".

Foto: Indeks Kualitas Udara AS. Sumber: IQAir dan U.S. EPA

Kesimpulan

Polusi udara dan cuaca, angin, dan suhu semuanya berinteraksi untuk meningkatkan atau, terlalu sering, memperburuk kualitas udara

Mengetahui kondisi lingkungan dan bagaimana kondisi tersebut berinteraksi dengan polusi udara dapat membantu dalam memahami dengan lebih baik apa yang berkontribusi terhadap kualitas udara yang buruk.