„Toyota City“, Japonija, 2011 m. gegužės 24 d. – „Toyota Motor Corporation“ (TMC) ir „Toyota Central R&D Labs., Inc.“ sukūrė imituoklį, galintį numatyti troposferos ozono koncentraciją visoje Pietų ir Rytų Azijoje. Projektas buvo vykdomas bendradarbiaujant Kinijos Tsinghua universitetui*, Indijos energijos ir išteklių institutui** (TERI) ir Austrijos tarptautiniam taikomųjų sistemų analizės institutui*** (IIASA). Tikimasi, kad šis imituoklis padės mažinti energijos suvartojimą ir apribos išmetamųjų medžiagų emisiją Pietų ir Rytų Azijoje, kurios sukelia atmosferos taršą – vieną iš visuotinio atšilimo veiksnių – ir tokiu būdu suteiks didžiulę naudą pasauliniu mastu.

1. Troposferos ozono savybės ir būtinosios priemonės, siekiant sumažinti koncentraciją
Gerai žinoma, kad ozono sluoksnis yra stratosferoje (prasideda maždaug 10 km aukštyje), kuri, sugerdama ultravioletinius spindulius, apsaugo Žemės ekosistemą. Mažiau žinoma yra tai, kad ozonas yra troposferoje, kuri tęsiasi iki maždaug 10 km aukščio virš žemės paviršiaus. Troposferos ozonas yra pagrindinė fotocheminio smogo, atmosferos teršalų, kenksmingų žmonių sveikatai ir augalų augimui, priežastis. Taip pat tai yra vienos iš šiltnamio efektą sukeliančių dujų, kurios prisideda prie visuotinio atšilimo, o kartu yra tikslas, kaip sumažinti CO2 ir metano koncentraciją.

Numatyti troposferos ozono koncentraciją yra sudėtinga, nes troposferos ozonas nėra išmetamas tiesiogiai į atmosferą, o susidaro atmosferoje vykstant fotocheminėms reakcijoms, įtraukiant azoto oksidus (NOx) ir lakiuosius organinius junginius (VOC), išmetamus iš įvairių šaltinių. Kadangi šie fotocheminės reakcijos būdai yra labai sudėtingi, NOx ir VOC emisijų sumažinimas nebūtinai gali būti veiksmingas mažinant troposferos ozono koncentraciją. Siekiant numatyti troposferos ozono koncentraciją, reikia atsižvelgti į sudėtingas fotochemines reakcijas, vykstančias atmosferoje, ir NOx bei VOC emisijos duomenis.

2. Imituoklio sukūrimas: Bendrasis tyrimų pagrindas ir tikslai
Kadangi augant ekonomikai besivystančiose Azijos šalyse didėja ozonas troposferoje, kurį sukelia didelio masto įvairių formų energijos vartojimas, todėl kyla susirūpinimas aplinkos būklės blogėjimu tiek vietiniu, tiek pasauliniu lygmeniu. Tai sąlygoja raginimus sumažinti atmosferos teršalų emisiją, įskaitant motorines transporto priemones.

„Toyota“, siekdama padėti spręsti problemą visoje Pietų ir Rytų Azijoje, stengėsi rasti būdų, kaip sumažinti troposferos ozono koncentraciją. Bendrovė, norėdama atlikti tyrimus ir numatyti troposferos ozono koncentraciją bei turėdama tikslą prisidėti prie strategijos mažinti jų poveikį žmonių sveikatai ir augalams, bendradarbiavo su atitinkamomis institucijomis įvairiose šalyse.

 
3.  Imituoklio naudojamas metodas ir kiekvienos institucijos bendrojo tyrimo programoje vaidmuo
Siekiant pagerinti tikslumą, tyrimo projekto metu sukurtas imituoklis, įtraukiant:
1) energijos suvartojimą pagal esamas sąlygas ir numatomą energijos suvartojimą, grindžiamą ateities energetikos politika kiekvienai Pietų ir Rytų Azijos šaliai;
2) CO2, NOx ir VOC emisijas;
3) trimatį oro kokybės modelį, kuris numato troposferos ozono koncentraciją, atsižvelgiant į metrologines sąlygas ataskaitoje.

Kalbant apie Pietų ir Rytų Azijos šalis, išskyrus Kiniją ir Indiją, duomenys 1) ir 2) punktuose buvo parengti IIASA bei remiantis įvykių seka pateikti Tarptautinės energetikos agentūros (TEA). Kalbant apie Kiniją ir Indiją, kurios išskirtos kaip potencialios šalys, kur numatoma ekonomikos plėtra, išsamios duomenų bazės jų atitinkamiems regionams ir sektoriams buvo parengtos Kinijos Tsinghua universiteto ir Indijos TERI bei nurodyta vyriausybės energetika ir aplinkosaugos politika.

3) punkte minėtame modelyje atsižvelgiama į sudėtingas fotochemines reakcijas, grindžiamas NOx ir VOC emisija bei metrologinėmis sąlygomis, numatant troposferos ozono koncentraciją valandos ar trumpesnio laiko tikslumu. Troposferos ozonas gali nevaržomai judėti per valstybių sienas. Siekiant numatyti troposferos ozono koncentraciją visoje Pietų ir Rytų Azijoje, „Toyota Central R&D Labs“ surinko kiekvienos šalies išsamius duomenis apie energijos suvartojimą ir NOx bei VOC emisijas, siekiant sudaryti imitavimą, grindžiamą trimačiu oro kokybės modeliu. Kalbant apie Kiniją ir Indiją, abiems šalims reikalingi išsamūs numatomi duomenys, siekiant parodyti ekonominės plėtrą, o imituoklis gali numatyti troposferos ozono koncentraciją, daugiausia orientuotą netoli atitinkamos šalies teritorijos.

4. Tikėtina imituoklio nauda
Imituoklio įrenginys pasitelkia energijos suvartojimą atsižvelgdamas į būsimą energetikos politiką, kuri šiuo metu yra svarstoma, ir gali nuspėti ozono koncentraciją troposferoje Pietų ir Rytų Azijoje. Didžiausia imituoklio nauda – tai galimybė išsamiai ištirti politiką, kurios reikia, siekiant sumažinti troposferos ozoną, CO2 kiekį ir atmosferos gerinimo būdus.

Kinijoje jau pradėtas strategijų, kuriomis siekiama sumažinti atmosferos taršą didžiuosiuose miestuose, tyrimas. Be to, Jungtinių Tautų aplinkos apsaugos programoje (UNEP) buvo nurodyta, kad troposferos ozono sumažinimas būtų veiksmingas mažinant trumpalaikį temperatūros kilimą, o tai reiškia, kad imituoklis galėtų būti naudingas tiriant klimato kaitos ribojimo strategijas.

Žvelgiant į ateitį, „Toyota“ tikisi, kad imituoklis bus plačiai naudojamas įvairiose Pietų ir Rytų Azijos šalyse bei regionuose ir tokiu būdu prisidės rengiant veiksmingą energetikos politiką, kurioje svarbiausia energijos vartojimo mažinimas, CO2 kiekio emisijos ir troposferos ozono koncentracijos apribojimas.
 
Dviejų dienų tarptautinis seminaras, skirtas pasikeisti patirtimi apie imituoklius, vyks Kinijos Tsinghua universitete gegužės 26–27 d. Tyrėjai iš bendradarbiaujančių institucijų, taip pat ir iš kitų institucijų visame pasaulyje, siekiantys išspręsti atmosferos taršos problemą, planuoja dalyvauti seminare ir aptarti būdus, kaip toliau skatinti mokslinius tyrimus ir įgyvendinti politiką.

_____________________________________________
*Įkurtas 1911 m., vienas iš Kinijos pirmaujančių universitetų. Jame dirba apie 3 000 profesorių ir docentų, studijuoja apie 36 000 studentų.
**Įkurtas 1974 m., vienas iš Indijos pirmaujančių mokslinių tyrimų institucijų. Jame dirba apie 900 tyrėjų. Generalinis direktorius Rajendra Pachauri yra Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos (IPCC) pirmininkas.
***Tarptautinis tyrimų institutas, įkurtas 1972 m. Austrijoje. Jame dirba apie 200 tyrėjų.