40 år med overvåking av
nedbørkjemi i Norge for studier av
bl.a forsuring og overgjødsling
Wenche Aas, NILU
Bidrag fra Øyvind Kaste og Kari Austnes, NIVA
Seminar for Norsk vannforening, Oslo 15 april 2015
Innhold
 Bakgrunn for overvåking av langtransportert
forurenset luft og nedbør
 Trender i atmosfærisk nedfall og effekter
 Utviklingstrekk i overvåkingsprogrammene
 Utfordringer og behov
De første observasjoner av
langtransportert forurensning
1881, Black snow observed in Southern Norway
1890 - 1900, reductions in salmon stocks in Southern Norway
1934, Association made between acid rain and adverse effects on fish population
1959, The relationship between Acid Rain and acidity in rivers and lakes was
described
 1968-1970, The relationship betweeen Acid rain and fish death was described
Systematisk overvåking begynte:
 1972-1979, OECD-project and the SNSF-project
 1980; Arctic Haze (BP project)
 1979. Langtransportkonvensjonen (UNECE)




“Brand” (Henrik Ibsen, 1866);
”Værre tider, værre syner gjennem fremtidsnatten lyner!
Brittens kvalme stenkullsky sænker sort seg over landet
smudser alt det friske grønne kvæler alle spirer skjønne
stryger lavt med giftstoff blandet stjæler sol og dag fra
egnen, dysser ned som askeregnen over oldtids dømte by”
UN-ECE Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution ( 52 Parties)
- 8 Specific protocols, where the first is
European Monitoring and Evaluation Programme (EMEP) (42 Parties)
Kara Sea
Barents Sea
Artic Ocean
Canada
Iceland
Pacific Ocean
of America
Finland
North Sea
Atlantic Ocean
Norway
Sweden
Russian Federation
Estonia
Latvia
Lithuania
Denmark
Ireland
Belarus
United
Kingdom
Netherlands
Germany
Belgium
Poland
Ukraine
Czech Rep.
Luxembourg
Slovakia
Austria
Moldova
France Switzerland Liechtenstein Hungary
Slovenia
Romania
Croatia
Bosnia and
Monaco
Herzegovina Yugoslavia
Black Sea
Bulgaria
F.Y.R.of
Italy
Albania Macedonia
Atlantic Ocean
Spain
Greece
Portugal
Kazakhstan
Aral
Sea
Georgia
Caspian
Sea
ArmeniaAzerbaijan
Uzbekistan
Turkmenistan
Kyrgyzstan
Tajikistan
Turkey
Malta
Mediterranean Sea
Cyprus
The EMEP vision;
To be the main science based and policy-driven instrument for international
cooperation in atmospheric monitoring and modelling activities, emission
inventories and projections, and integrated assessment to help solve
transboundary air pollution problems in Europe
Air pollution and impacts
Receptors
Atmospheric transport
and chemistry
.. . . .
. .. . . .
.
Cultural heritage
Ecosystems
gases
+
aerosols
Crops
Humans/animals
Deposition losses
Mobile, industrial
and non-point sources
Climate
Estuaries
Air pollution is transboundary
Stohl et al., ACP, 2007
6
Monitoring programme:
Level 1
•Main ions in precipitation and in air
•heavy metals in precipitations
•ozone
•gas particle nitrogen ratios (low cost)
•PM10 and PM2.5 mass
•meteorology
at ca 125 sites
Level 2, supersite (joint EMEP/GAW)
• PM composition (EC/OC, mineral dust)
• Aerosol physical and optical properties
• CH4
• Tracers (CO and halocarbons)
• POPs
• Heavy metals in air and aerosols
• VOC
+ all level 1 activities
20-30 sites
Both levels are mandatory by all Parties
Global nettverk av målestasjoner
Aserbajdsjan
Moldova
Zeppelin, Svalbard
Kina
EMEP
Rus PCCnet
CAPMoN ++
EANET
IDAF
NADP
CAD
Brazil
Australia
Norske overvåkingsstasjoner, 2013
Zeppelin
Birkenes
Det nasjonale
overvåkingsprogrammet
 På vegne av
Miljødirektoratet og
Klima- og miljødepartementet
 Årlige data- og
statusrapporter
 5årlige rapporter for
overskridelseberegninger
Sulphur
Trends in atmdep if S and N
1978 til 2011.
Data from
• 13-14 precipitation
• chemistry
• 6 on air chemistry
• 500 with precip amount
from MET Norway
• (+ SE;FI,RU)
Nitrogen
Trender i europeiske svovelutslipp
og total svovelavsetning i Norge
Trends in sulphur in Europe
Ref: Tørseth et al, ACP, 2012
Sulphur
• Results from the EMEP monitoring show 70-90% reductions in ambient concentrations and
deposition of sulphur species since 1980.
• As a result of the large reductions in sulphur concentrations, the acidity of precipitation has
decreased across Europe.
• Despite these significant reductions, sulphate still remains one of the single most important
compounds contributing to regional scale aerosol mass concentration.
Trender i europeiske nitrogenutslipp
og total nitrogenavsetning i Norge
Trends in Nitrogen in Europe
Ref: Tørseth et al, ACP, 2012
Nox
Nred
Sulphur
Trends in atmdep if S and N
1978 til 2011.
Data from
• 13-14 precipitation
• chemistry
• 6 on air chemistry
• 500 with precip amount
from MET Norway
• (+ SE;FI,RU)
Nitrogen
Overflatevann
Trender i
overskridelser
1978 til 2011.
Vegetasjon
Trend i observerte konsentrasjoner
i norske sjøer (gjennomsnitt)
Kari Austnes
Ref: NIVA-rapport 6674-2014
Tydelig
sammenheng
mellom atmosfærisk
avsetning av svovel
og effekt på
fiskebestand
Biologisk
respons
Saudlandsvatn
Modellering viktig i tillegg til
observasjoner
• Mer regional
informasjon og fyller
hull der det ikke er
målinger
• Kan studere prosesser
og påvirkningsfaktorer
• fremtidsprojeksjoner
Sammenligning av N avsetning i Norge fra
modell (EMEP) og målinger (empirisk)
Modell
N tot
Empirisk
Totalavsetningen i Norge
Data fra sur nedbørovervåking verdifull for
å studere andre
miljøproblemer og
• Helse
fenomener
• Sjøsalt episoder
• Økt DOC i elvevann
• Saharastøv episoder
• Etc..
• Klima
• Vulkanske utslipp
Utfordringer / muligheter
 Kobling av miljøproblemer: klima/luftkvalitet/økosystem
 Synergier av politikkutforming mellom tema: forsuring,
eutrofiering, fotooksidanter, miljøgifter, klimapådrivere, helse,
materialer etc…..
 Kobling mellom målestokker: by –regional – global
 Nye kapabiliteter -> økt vitenskapelig forståelse, raskere
beregningsverktøy, ny instrumentering, integrering av data fra flere
plattformer (in situ, satellitt, fjernmåling, data assimilering ..)
 Sammenlignbare målinger i tid og rom (lab, frekvens, komponent..)
 Validering
 Viktigheten av observasjoner og utvikling av et bærekraftig og
langsiktig overvåkingsprogram
Hvordan ha det optimale nettverk
av stasjoner/observatorier
• Langsiktighet i overvåking. Tar tid(ca 10 år) å bygge opp en
verdifull tidsserie
• Kortere måleserier for screening og forskningsstudier
• Tilstrekkelig romlig oppløsning
• Nok antall stasjoner til å se på regionale forskjeller. Spesielt viktig i Norge
med store klimatiske forskjeller
• Tilstrekkelig tidsoppløsing
Time eller døgn nødvendig for å kunne bruke målingene til å se på
transport, omdanning, og evt variasjoner i løpet av døgnet
• Samlokaliserte målinger
• Flest mulige målinger på samme stasjon skaper synergieffekter, er
kostnadseffektivt og gir bedre forståelse av atmosfæriske prosesser
• Overvåking og forskning i nært samarbeid
• Samordne infrastruktur, utvikling av metoder (standardisering)
• Gjensidig avhengighet
Sammendrag
 Langtransportkonvensjonen har vært suksessfull i å
redusere mange miljøproblemer i Europa. Noen
medvirkende årsaker: :
• Nært samarbeid mellom politikkutforming og vitenskap
• Fleksibilitet, langsiktighet kontra nye problemer
• Åpenhet og deling av informasjon (data, kvalitet etc),
infrastruktur, kunnskap etc
Fortsatt en del utfordringer :
• Bedre kobling av tema (bakkenær ozon, partikler, klima,
eutrofiering), målestokk (lokal, regional and global) and
disipliner (luft og effekt) for å gjøre optimale tiltakstrategier
• Utfordrende økonomisk for å bevare lange tidsserier
Takk for oppmerksomheten!
Epost:
Data:
[email protected]
http://ebas.nilu.no
www.nilu.no
www.emep.int