Przygotujcie się, alergicy — nowe badania pokazują, że sezon pylenia będzie znacznie dłuższy i bardziej intensywny wraz ze zmianą klimatu.
Nasze najnowsze badanie wskazuje, że w tym stuleciu Stany Zjednoczone staną w obliczu 200-procentowego wzrostu całkowitego pyłku, jeśli świat będzie nadal w wysokim tempie emitował emisje dwutlenku węgla z pojazdów, elektrowni i innych źródeł. Generalnie sezon pylenia rozpocznie się wiosną do 40 dni wcześniej i będzie trwał do 19 dni dłużej niż dzisiaj w takim scenariuszu.
Jako naukowcy zajmujący się atmosferą badamy, jak atmosfera i klimat wpływają na drzewa i rośliny. Podczas gdy większość badań koncentruje się na pyłkach ogólnie, skupiliśmy się na ponad tuzinie różnych rodzajów traw i drzew oraz na tym, jak ich pyłek w różny sposób wpłynie na regiony w USA. Na przykład gatunki takie jak dąb i cyprys dadzą największy wzrost na północnym wschodzie, ale alergeny będą rosły prawie wszędzie, co będzie miało konsekwencje dla zdrowia ludzkiego i gospodarki.
Jeśli głowa ci się wali na samą myśl o tym, mamy też dobre wieści, przynajmniej jeśli chodzi o to, aby wiedzieć z góry, kiedy nadejdą fale pyłków. Pracujemy nad wykorzystaniem modelu z tego badania do opracowania dokładniejszych lokalnych prognoz pyłkowych.
Dlaczego pyłek rośnie
Zacznijmy od podstaw. Pyłek — pyłopodobne ziarna wytwarzane przez trawy i rośliny — zawiera męski materiał genetyczny do reprodukcji rośliny.
Ilość wyprodukowanego pyłku zależy od tego, jak roślina rośnie. Rosnące globalne temperatury przyspieszą wzrost roślin na wielu obszarach, a to z kolei wpłynie na produkcję pyłku. Ale temperatura to tylko część równania. Odkryliśmy, że większym czynnikiem przyszłego wzrostu pyłków będzie rosnąca emisja dwutlenku węgla.
Wyższa temperatura wydłuży okres wegetacyjny, dając roślinom więcej czasu na emisję pyłku i rozmnażanie. Tymczasem dwutlenek węgla napędza fotosyntezę, więc rośliny mogą rosnąć i wytwarzać więcej pyłku. Odkryliśmy, że w przyszłości poziom dwutlenku węgla może mieć znacznie większy wpływ na wzrost pyłków niż temperatura.
Zmiany w pyłkach będą się różnić w zależności od regionu
Przyjrzeliśmy się 15 różnym typom pyłków, zamiast traktować wszystkie pyłki tak samo, jak wiele wcześniejszych badań.
Zazwyczaj zapylenie rozpoczyna się od liściastych drzew liściastych późną zimą i wiosną. Olcha, brzoza i dąb to trzy najwyższe drzewa liściaste wywołujące alergie, chociaż są też inne, takie jak morwa. Latem wyrastają trawy, a późnym latem ambrozja. Na południowym wschodzie wiecznie zielone drzewa, takie jak cedr górski i jałowiec (z rodziny cyprysów), zaczynają się w styczniu. W Teksasie „gorączka cedrowa” jest odpowiednikiem kataru siennego.
Odkryliśmy, że na północnym wschodzie sezony pylenia wielu alergennych drzew będą się coraz bardziej nakładać wraz ze wzrostem temperatury i emisji dwutlenku węgla. Na przykład kiedyś dęby najpierw uwalniały pyłek, a dopiero potem zapylała brzoza. Teraz widzimy więcej nakładania się ich sezonów pylenia.
Generalnie sezon pylenia zmieni się bardziej na północy niż na południu, ze względu na większe wzrosty temperatury na obszarach północnych.
Regiony południowo-wschodnie, w tym Floryda, Georgia i Południowa Karolina, mogą spodziewać się w przyszłości dużego wzrostu pyłków traw i chwastów. Na północno-zachodnim Pacyfiku prawdopodobnie szczyt sezonu pylenia nastąpi miesiąc wcześniej z powodu wczesnej pory pylenia olchy.
Silver Lining: możemy poprawić prognozowanie pyłków
Większość obecnych prognoz dotyczących pyłków zawiera bardzo szerokie szacunki. Częściowo problem polega na tym, że nie ma zbyt wielu stacji obserwujących liczbę pyłków. Większość z nich jest prowadzona przez kliniki alergologiczne, a na terenie całego kraju jest mniej niż 100 takich stacji. Michigan, gdzie mieszkamy, nie ma żadnych.
Pomiar różnych rodzajów pyłków jest bardzo pracochłonnym procesem. W efekcie obecne prognozy są bardzo niepewne. Prawdopodobnie są one częściowo oparte na tym, co stacja zaobserwowała w przeszłości i prognozie pogody.
Nasz model, jeśli zostanie zintegrowany z ramami prognostycznymi, może zapewnić bardziej ukierunkowane prognozy dotyczące pyłków w całym kraju.
Możemy oszacować położenie drzew na podstawie danych satelitarnych i badań naziemnych. Wiemy również, jak temperatura wpływa na pojawienie się pyłku — co nazywamy fenologią pyłku. Dzięki tym informacjom możemy wykorzystać czynniki meteorologiczne, takie jak wiatr, wilgotność względna i opady, aby określić, ile pyłku przedostaje się do powietrza, a modele atmosferyczne mogą pokazać, jak się porusza i wieje, aby stworzyć prognozę w czasie rzeczywistym.
Wszystkie te informacje pozwalają nam przyjrzeć się, gdzie pyłek może znajdować się w przestrzeni i czasie, dzięki czemu ludzie borykający się z alergiami będą wiedzieć, co nadchodzi w ich okolicy.
Obecnie rozmawiamy z laboratorium National Oceanic and Atmospheric Administration o sposobach zintegrowania tych informacji z narzędziem do prognozowania jakości powietrza.
Nadal istnieją pewne niewiadome, jeśli chodzi o długoterminowe prognozy pylenia. Na przykład naukowcy nie do końca rozumieją, dlaczego rośliny produkują więcej pyłku w niektórych latach niż w innych. Nie ma dobrego sposobu na uwzględnienie tego w modelach. Nie jest również do końca jasne, jak rośliny zareagują, jeśli poziom dwutlenku węgla przejdzie przez dach. Trudne do schwytania są również ambrozja i drzewa mieszkalne. Istnieje bardzo niewiele badań dotyczących ambrozji pokazujących, gdzie te rośliny rosną w USA, ale można to poprawić.
Poziomy pyłków już rosną
Badanie z 2021 r. wykazało, że cały sezon pylenia w Ameryce Północnej był już o około 20 dni dłuższy niż w 1990 r., a stężenie pyłków było wyższe o około 21%.
Zwiększenie poziomu pyłków w przyszłości będzie miało znacznie szerszy wpływ niż kilka pociągnięć nosem i bólów głowy. Alergie sezonowe dotykają około 30 procent populacji i mają skutki ekonomiczne, od kosztów zdrowotnych po opuszczone dni robocze .
Yingxiao Zhang jest doktorem. student nauk o atmosferze na Uniwersytecie Michigan.
Allison L. Steiner jest profesorem nauk o atmosferze na Uniwersytecie Michigan. Otrzymała fundusze od NSF, NASA, DOE i NOAA. Obecnie jest członkiem Rady NASEM ds. Nauk o Atmosferze i Klimatu.
Ten artykuł został ponownie opublikowany z The Conversation na licencji Creative Commons. Oryginalny artykuł znajdziesz tutaj.
