National Transport Library Research Database

Klimateffekter från utsläpp av luftburna partiklar längs hårt trafikerade skeppsstråk (Climate effects of aerosol particles emitted along major ship routes)

Sponsors, duration, budget: Formas Forskningsrådet för miljö, areella näringar och samhällsbyggande ; 2011-01-01 -- 2011-12-31 ; 2118700 kronorSubject(s): Abstract: Det är troligt att dagens och framtida utsläpp av gaser och svavelhaltiga partiklar från skeppstrafiken får en kylande effekt på klimatet år 2050 över framförallt havsområden och kustnära områden. Den uppskattade kylningen ligger mellan -0.01 och -0.33 grader. Tvärtemot vad man kan tro är det emellertid ingen bra ide att fortsätta släppa ut svavelhaltiga partiklar för att förhindra den globala klimatförändringen. För det första ger partiklarna upphov till uppemot 60 000 förtida dödsfall årligen och för det andra verkar inte nedkylningen jämnt fördelad över klotet. Osäkerheten är tillsynes stor för hur stark den kylande effekten av skeppstrafik är och kommer att bli i framtiden. Det beror dels på oförmågan att förstå och i detalj studera partikel-moln växelverkan. Partiklar verkar som kondensationskärnor för molndroppsbildning och det är mycket svårt att kvantifiera denna process i mikroskala i makroskaliga globala klimatmodeller. Dessutom saknas i traditionella globala modeller en beskrivning av partiklarnas kemiska sammansättning och hur många partiklar vi har av en given storlek ("storleksfördelningen"). Dessa parametrar utgör en viktig länk för att bättre kunna modellera just partikel-moln växelverkan. På senare tid har flera globala modeller utvecklats som innehåller en beskrivning av partiklarnas storleksfördelning och kemiska sammansättning. En av dessa modeller är GLOMAP, som används i detta projekt för att räkna ut den kylande effekten av partiklar från skeppstrafik. Det är meningen att beräkningen av partikeleffekterna ska bli mer noggranna. För detta krävs även bättre indata till modellen. Hur storleksfördelningen och kemiska sammansättnigen ser ut för partiklar från skeppsemissioner är inte väl karakteriserat. För att råda bot på detta utförs mätningar av den genomsnittliga globala emissionsfaktorn för storleksfördelningen och den kemiska sammansättningen i detta projekt. Mätningarna utförs kring det mycket hårt trafikerade skeppsstråket i Kattegatt mellan danska ön Anholt och Falkenberg på den svenska västkusten, där ungefär 10 stora skepp passerar per timme. Denna studie ger även ett mått på hur partiklarna påverkar närmiljön på den svenska västkusten och därmed hälsan för människorna som bor där. Förutom de direkta partikelemissionerna har sökanden även upptäckt att fartygstrafik ger upphov till bildningen av nya nanometerstora partiklar från svaveldioxidutsläppen. Detta har hittills varit okänt. När dessa partiklar växer till sig kan även de bli tillräckligt stora och verka som kondensationskärnor för molndroppsbildning. Därför ingår även en karakterisering av hur viktiga dessa nanopartiklar är ur klimatsynpunkt genom mätningar över Nordsjön, där färjetrafiken är än mer omfattande än i Kattegatt. Resultaten från denna delstudie ska också ingå i GLOMAP. Den ökade precisionen i beräkningen av klimatrelaterade effekter från GLOMAP-körningarna kommer att kommuniceras med Sjöfartsverket och Internationella Sjöfartsorganisationen (IMO). Dessa organ kommer då få bättre verktyg för sina policy-relaterade beslut. Framtida körningar kan också göras med GLOMAP för olika scenarion för bränslekvalitet (framförallt svavelinnehåll) och förändringar i fartygstrafiken och vad detta leder till med avseende på klimat- och hälsoeffekter. Beslut har redan tagits att Nordsjön och Östersjön ska bli särskilda skyddsområden, där IMO har bestämt att svavelinnehållet i skeppsbränslet för alla fartyg som verkar i områdena måste minskas till under 0.1% tills 2015. Slutligen planeras ett framtida projekt som syftar till att beräkna lungdepositionen av fartygspartiklar och hälsoeffekterna av dessa i Öresundsområdet med hjälp av resultaten från detta projekt.Abstract: It is likely that today’s and tomorrow’s emissions of gases and sulphur particles from ships will have a cooling effect on the climate in 2050, particularly in sea areas and costal regions. According to estimations the temperatures will decrease with between -0.01 and -0.33 degrees Celsius. But contrary to what one might believe it is not a good idea to continue emitting sulphur particles to prevent global climate change. Firstly, particle emissions cause 60 000 premature deaths annually and secondly the cooling does not seem to be evenly distributed around the globe. The uncertainty of how extensive the cooling effect of ship emissions is and will be in the future is clearly unsure. One reason being the inability to understand and study in detail the particle-cloud interaction. Particles appear as condensation nuclei for cloud droplet formation and it is very difficult to quantify this process at micro level in macro level global climate models. Furthermore, traditional global models lack a description of the particles' chemical composition and how many particles there is of a given size (size distribution). These parameters are important tools for better modeling of the mentioned particle-cloud interaction. Recently, several global models with a description of particle size distribution and chemical composition have been developed. One of these models is GLOMAP, which in this project is used to calculate the cooling effect of particles from ship emissions. The aim of the model is more accurate calculations of particle effects. This requires better input data for the model. The size distribution and chemical composition for particles from ship emissions are not well characterized. In order to improve this, measurements will be made of the global average emission factor for the size distribution and chemical composition of this project. Measurements will be carried out on the very busy shipping route in Kattegat between the Danish island of Anholt and Falkenberg on the Swedish west coast, where about 10 vessels pass per hour. This study will also provide a measure of how the particles affect the local environment on the Swedish west coast, and thus the health of the people living there. Apart from the particulate emissions, the applicant has also discovered the formation of new nanometer-sized particles from sulphur dioxide emissions from vessels. This has so far been unknown. When these particles grow, they can also be large enough to act as condensation nuclei for cloud droplet formation. Therefore, a characterization of the importance of these nanoparticles from a climate perspective is included. Measurements on the North Sea will be made, where ferry service is more extensive than in Kattegat. The results from this substudy will also be included in GLOMAP. The Maritime Administration and the International Maritime Organization (IMO) will with these improved calculations of climate effects have better tools for their policy-related decisions. Future use can also be made of GLOMAP for different scenarios for fuel quality (particularly sulphur content) and changes in vessel traffic and its impact on climate and health. A decision has already been made that makes the North Sea and Baltic Sea specially protected areas, in which, according to IMO, the sulphur content of fuels for all ships operating in the area must be reduced to below 0.1% in 2015. Finally, a future project is planned which aims to estimate deposition of ship emission particles in human lungs and the health effects of these in the Öresund area by using the results from this project.
Item type: