Приготовьтесь, аллергики — новое исследование показывает, что сезон пыльцы станет намного длиннее и интенсивнее с изменением климата.
Наше последнее исследование показывает, что США столкнутся с 200-процентным увеличением общего количества пыльцы в этом столетии, если мир продолжит производить высокие выбросы углекислого газа от транспортных средств, электростанций и других источников. Сезон пыльцы в целом начнется весной на 40 дней раньше и продлится на 19 дней дольше, чем сегодня, согласно этому сценарию.
Как атмосферные ученые , мы изучаем, как атмосфера и климат влияют на деревья и растения. В то время как большинство исследований сосредоточено на пыльце в целом, мы рассмотрели более десятка различных видов трав и деревьев и то, как их пыльца по-разному повлияет на регионы в США. Например, такие виды, как дуб и кипарис, дадут наибольший прирост на северо-востоке, но количество аллергенов будет расти практически везде, что будет иметь последствия для здоровья человека и экономики.
Если ваша голова раскалывается от одной только мысли об этом, у нас также есть хорошие новости, по крайней мере, для того, чтобы заранее знать, когда придут волны пыльцы. Мы работаем над использованием модели из этого исследования для разработки более точных местных прогнозов пыльцы.
Почему увеличивается количество пыльцы
Начнем с основ. Пыльца — пылевидные зерна, производимые травами и растениями, — содержит мужской генетический материал для размножения растений.
Количество производимой пыльцы зависит от того, как растет растение. Повышение глобальной температуры ускорит рост растений во многих областях, а это, в свою очередь, повлияет на производство пыльцы. Но температура — это только часть уравнения. Мы обнаружили, что более значительным фактором увеличения количества пыльцы в будущем будет увеличение выбросов углекислого газа.
Более высокая температура продлит вегетационный период, давая растениям больше времени для выделения пыльцы и размножения. Углекислый газ, тем временем, способствует фотосинтезу, поэтому растения могут расти больше и производить больше пыльцы. Мы обнаружили, что уровень углекислого газа в будущем может иметь гораздо большее влияние на увеличение количества пыльцы, чем температура.
Изменения пыльцы будут зависеть от региона
Мы рассмотрели 15 различных типов пыльцы, а не относились ко всей пыльце так же, как это делалось во многих прошлых исследованиях.
Как правило, опыление начинается с листопадных деревьев в конце зимы и весной. Ольха, береза и дуб входят в тройку лиственных деревьев, вызывающих аллергию, хотя есть и другие, например шелковица. Затем летом появляются травы, а в конце лета – амброзия. На юго-востоке вечнозеленые деревья, такие как горный кедр и можжевельник (из семейства кипарисовых), начинают расти в январе. В Техасе «кедровая лихорадка» является эквивалентом сенной лихорадки.
Мы обнаружили, что на северо-востоке сезоны пыльцы для многих аллергенных деревьев будут все больше перекрываться по мере повышения температуры и выбросов углекислого газа. Например, раньше дубы выпускали пыльцу, а потом березы опыляли. Теперь мы видим большее совпадение их сезонов пыльцы.
В целом сезон пыльцы изменится больше на севере, чем на юге, из-за большего повышения температуры в северных районах.
В юго-восточных регионах, включая Флориду, Джорджию и Южную Каролину, в будущем можно ожидать значительного увеличения количества пыльцы трав и сорняков. На северо-западе Тихого океана пик сезона пыльцы, скорее всего, наступит на месяц раньше из-за раннего сезона пыльцы ольхи.
Серебряная подкладка: мы можем улучшить прогнозирование пыльцы
Большинство прогнозов пыльцы в настоящее время дают очень широкую оценку. Часть проблемы заключается в том, что не так много станций наблюдения за пыльцой. Большинство из них находятся в ведении аллергологических клиник, и по всей стране насчитывается менее 100 таких станций. В Мичигане, где мы живем, их нет.
Это очень трудоемкий процесс, чтобы фактически измерить различные типы пыльцы. В результате текущие прогнозы имеют много неопределенностей. Вероятно, они частично основаны на том, что станция наблюдала в прошлом, и на прогнозе погоды.
Наша модель, если ее интегрировать в структуру прогнозирования, может обеспечить более точные прогнозы пыльцы по всей стране.
Мы можем оценить, где находятся деревья, по спутниковым данным и наземным исследованиям. Мы также знаем, как температура влияет на выход пыльцы — то, что мы называем фенологией пыльцы. Имея эту информацию, мы можем использовать метеорологические факторы, такие как ветер, относительная влажность и осадки, чтобы выяснить, сколько пыльцы попадает в воздух, а атмосферные модели могут показать, как она движется и дует, чтобы создать прогноз в реальном времени.
Вся эта информация позволяет нам посмотреть, где пыльца может находиться в пространстве и времени, поэтому люди, страдающие аллергией, будут знать, что происходит в их районе.
В настоящее время мы ведем переговоры с лабораторией Национального управления океанических и атмосферных исследований о способах интеграции этой информации в инструмент для прогнозирования качества воздуха.
Есть еще некоторые неизвестные, когда речь идет о долгосрочных прогнозах пыльцы. Например, ученые не до конца понимают, почему в одни годы растения производят больше пыльцы, чем в другие. Нет хорошего способа включить это в модели. Также не совсем ясно, как растения отреагируют, если уровень углекислого газа зашкалит. Амброзия и жилые деревья также трудно поймать. Существует очень мало исследований амброзии, показывающих, где эти растения растут в США, но это можно улучшить.
Уровень пыльцы уже растет
Исследование, проведенное в 2021 году, показало, что общий сезон пыльцы в Северной Америке уже был примерно на 20 дней длиннее , чем в 1990 году, а концентрация пыльцы выросла примерно на 21%.
Повышение уровня пыльцы в будущем будет иметь гораздо более широкое влияние, чем насморк и головные боли. Сезонная аллергия затрагивает около 30 процентов населения , и она имеет экономические последствия, от расходов на здравоохранение до пропущенных рабочих дней .
Инсяо Чжан - доктор философии. студент факультета атмосферных наук Мичиганского университета.
Эллисон Л. Стайнер — профессор атмосферных наук Мичиганского университета. Она получила финансирование от NSF, NASA, DOE и NOAA. В настоящее время она является членом Совета NASEM по атмосферным наукам и климату.
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Оригинал статьи можно найти здесь.
