Srovnání kvality ovzduší v únoru 2020 a 2021 aneb meteorologické podmínky opravdu mají větší vliv než nouzový stav13 min čtení

Srovnání kvality ovzduší v únoru 2020 a 2021 aneb meteorologické podmínky opravdu mají větší vliv než nouzový stav13 min čtení

Na základě operativních dat ČHMÚ z únoru 2020 a 2021 o mobilitě obyvatel a kvalitě ovzduší si můžeme názorně ukázat, že vliv meteorologických podmínek je výrazně vyšší než vyhlášení nouzového stavu a s ním spojené změny.

V loňském roce jsme publikovali řadu článků o vlivu nouzového stavu na kvalitu ovzduší. Zároveň jsme na začátku tohoto roku psali o tom, že kvalita ovzduší v roce 2020 byla celkově zatím nejlepší v historii měření. Hlavní příčinou tak dobrého stavu v roce 2020 byly velmi příznivé rozptylové a meteorologické podmínky, dlouhodobý pokles emisí a v případě NOX i nouzový stav. Vliv nouzového stavu na kvalitu ovzduší byl také popsán ve dvou zprávách ČHMÚ, měsíční zprávě z jara 2020 a předběžné zprávě o kvalitě ovzduší v roce 2020 z ledna 2021.

Meteorologické podmínky v roce 2020

Únor 2020 byl po stránce kvality ovzduší velmi specifický. Specifické byly totiž meteorologické podmínky. Měsíc byl z pohledu průměrné teploty vzduchu mimořádně nadnormální – o 4,6 °C teplejší, než kolik činí průměr 1981–2010. Výrazně teplotně nadprůměrné měsíce v chladném období roku mívají pozitivní vliv na kvalitu ovzduší, protože to znamená nižší emise z vytápění. Právě lokální vytápění domácností představuje největší problém znečišťování ovzduší v ČR a je jednoznačně hlavním zdrojem emisí primárních suspendovaných (prachových) částic.

Zároveň to byl měsíc srážkově silně nadnormální (napršelo více než dvojnásobek průměru 1981–2010), což opět vede k výraznému zlepšení kvality ovzduší – znečišťující látky jsou vymývány z ovzduší na zem.

V neposlední řadě můžeme zmínit i několik dní s výrazně vyššími rychlostmi větru, které souvisely například s vichřicí Sabine, která se našim územím v únoru prohnala. Vyšší rychlosti větru znamenají lepší rozptylové podmínky – znečišťující látky se v atmosféře lépe rozptylují.

Sečteno podtrženo, v únoru 2020 byly ideální podmínky pro dobrou kvalitu ovzduší, a to se opravdu potvrdilo. Koncentrace řady znečišťujících látek byly o desítky procent nižší, než je pro toto období obvyklé.

Mobilita obyvatelstva

Mobilita obyvatelstva byla pro účely tohoto článku hodnocena na základě anonymizovaných geolokačních údajů od společnosti Google, která tato data získává od uživatelů operačních systémů Android. Níže uvedený graf ukazuje změnu mobility (v %) oproti běžnému stavu. Běžný stav je v tomto případě medián pětitýdenního období od 3. ledna do 6. února 2020.

Data od Google jsou poskytována v denním intervalu se začátkem 15. 2. 2020. Průměr pro únor 2020 je tedy vypočítán pouze z poloviny měsíce – přesto byl tento údaj v tomto grafu zahrnut, neboť právě průměr z února 2020 je pro účely tohoto článku klíčový.

Jak je z grafu vidět, v únoru 2020 byla mobilita obyvatelstva dokonce mírně nadprůměrná (+ 2,6 %). Přestože chybí srovnání z první poloviny měsíce, vzhledem k okolnostem se nelze domnívat, že by mobilita v první polovině února 2020 byla významně nižší. Jinými slovy tedy lze konstatovat, že pohyb obyvatel v únoru 2020 byl roven běžnému stavu.

Prudký pokles průměru nastal v březnu 2020, a to v souvislosti s vyhlášením prvního nouzového stavu a s ním souvisejícími opatřeními. V dubnu 2020 je pak pokles ještě patrnější, což je dáno faktem, že pokles nastal v březnu především po vyhlášení nouzového stavu, což bylo až 16. 3., tedy v polovině měsíce, proto v měsíčním průměru není pokles tak patrný. Od května 2020 se postupně situace opět normalizovala a během letních měsíců a v září byla mobilita nižší oproti srovnávacímu období jen o přibližně 5 %.

Na podzim však s nástupem druhé vlny epidemie došlo opět k prudkému propadu. V lednu 2021 byl pokles mobility přibližně 40 %, v únoru 2021 kolem 35 %. Máme zde tedy jasný důkaz o skutečnosti, že v únoru 2021 měl nouzový stav vliv na intenzitu dopravy – pouze je třeba mít na paměti, že se nejedná o přímé sčítání dopravy, proto konkrétní pokles nemusí být přesně shodný s poklesem množství automobilů na silnicích.

ČHMÚ provozuje i jeden sčítač dopravy na stanici Ústí nad Labem – Všebořická. Data z této stanice ukazují, že pokles počtu vozů byl v lednu i v únoru 2021 oproti stejným měsícům v roce 2020 o 15, respektive 14 %. Přestože se jedná pouze o data z jedné stanice, je to v kombinaci s daty Google dalším důkazem skutečného poklesu dopravy během nouzového stavu. Mobilita vyjádřena daty z OS Android vyjadřuje celkovou mobilitu, i se započítáním např. veřejné dopravy apod., proto není pokles shodný.

V hodnocení na jaře loňského roku jsme se také zaměřili na to, zda lidé trávili během nouzového stavu více času doma. To by v chladné měsíce mohlo znamenat vyšší potřebu vytápění, a tedy i vyšší emise z tohoto významného zdroje znečišťování ovzduší. Analýza z jara ukázala, že koncentrace částic PM10 opravdu byly během prvního měsíce nouzového stavu od 16. 3. 2020 nejvyšší za posledních 6 let. To mohlo být dáno jak meteorologickými podmínkami, tak právě skutečností, že lidé trávili více času doma. O kolik času více to bylo? Kvantifikovat tento rozdíl můžeme opět s využitím stejného zdroje dat, tedy anonymizovaných geolokačních informací uživatelů OS Android.

Níže uvedený graf ukazuje procentuální změnu v čase stráveném lidmi v domácnostech.

Trend je zde přesně opačný než v případě dat o dopravě. Únor 2020 je sice vypočítán pouze z poloviny měsíce, ale lze se domnívat, že se jednalo o běžný stav. Následně došlo k nárůstu o 10 až 15 % při vyhlášení prvního nouzového stavu. V létě byla situace podobná běžnému stavu, následně s nástupem druhé vlny epidemie se opět čas strávený v domácnostech zvýšil a od listopadu 2020 je vyšší o přibližně 12 %.

Kvalita ovzduší

Srovnání únoru 2020 a 2021

Ve zprávách o kvalitě ovzduší v roce 2020 jsme zdůrazňovali, že hlavní příčinou dobrého stavu nebyl nouzový stav. Ten sice vedl k nižší intenzitě dopravy, a tím i nižším emisím z dopravy, výraznější pokles dopravy však byl patrný pouze v některé týdny roku, což v celkovém ročním průměru nebylo příliš patrné. Doprava je spojována především s emisemi oxidů dusíku, u kterých tedy při jejím významnějším poklesu muselo dojít k poklesu. U jiných látek, jako například u suspendovaných (prachových) částic, mohlo naopak vlivem nouzového stavu dojít ke zvýšení koncentrací, neboť hlavním zdrojem je vytápění a lidé během nouzového stavu trávili více času doma, a tedy mohli i více topit.

V únoru 2021, na rozdíl od února 2020, byl vyhlášen nouzový stav. Navíc byla epidemiologická situace v únoru v České republice špatná a platila řada omezení a opatření, včetně řady lidí pracujících z domova, zavřených obchodů, služeb atd. Meteorologické podmínky v únoru 2021 ale nebyly zdaleka tak příznivé, jako ty v roce 2020. Určitou část měsíce bylo velmi chladné počasí s teplotami po celé republice kolem -10 a méně stupňů Celsia. Srážek bylo méně a rozptylové podmínky nebyly tak příznivé.

Níže uvedené grafy jsou krásným příkladem toho, že vliv nouzového stavu je výrazně menší než vliv meteorologických podmínek.

Detailní analýza s vyhodnocením je provedena pro brněnské stanice, nechybí ale obdobné hodnocení pražských stanic, kde jsou výsledky velmi podobné.

Brno a okolí

Srovnání zahrnuje 10 stanic imisního monitoringu v Brně a pozaďovou regionální stanici poblíž Mikulova, která reprezentuje širší okolí v kraji. Použita byla operativní data ČHMÚ o koncentracích suspendovaných (prachových) částic PM10 a oxidů dusíku (NOX) a oxidu dusičitého (NO2).

Jak ukazuje srovnání koncentrací částic PM10, byly koncentrace na všech stanicích výrazně vyšší v únoru 2021, v některých případech i téměř čtyřnásobně, v průměru více než 2,5násobně.

Průměrné koncentrace částic PM10 na vybraných stanicích v únoru 2020 a únoru 2021.

Následující graf pak ukazuje poměry koncentrací mezi průměrnou hodnotou z února 2021 a února 2020 (2021/2020).

Poměr mezi koncentracemi PM10 v únoru 2021 a 2020.

Na grafu je vidět, že v žádném případě nebyl poměr pod 1, tedy situace, kdy by koncentrace v únoru 2021 byly nižší než v únoru 2020.

Doprava je hlavním zdrojem oxidů dusíku, proto byla při hodnocení vlivu nouzového stavu na kvalitu ovzduší věnována největší pozornost právě koncentracím oxidů dusíku či oxidu dusičitého. Následující grafy ukazují srovnání koncentrací těchto dvou znečišťujících látek v únoru 2020 a 2021.

Průměrné koncentrace částic NOX na vybraných stanicích v únoru 2020 a únoru 2021.
Průměrné koncentrace částic NO2 na vybraných stanicích v únoru 2020 a únoru 2021.

Také v případě oxidů dusíku i oxidu dusičitého, byly koncentrace těchto látek na všech analyzovaných stanicích nižší v únoru 2020 ve srovnání s únorem 2021. U NOX byly koncentrace v únoru 2021 v průměru o přibližně 60 % vyšší, u NO2 byly hodnoty vyšší o v průměru 50 %. Opět se tedy potvrzuje, že i přes pokles dopravy, která je hlavním zdrojem těchto látek ve městech, byly hodnoty v únoru 2021 vyšší, jelikož byly odlišné meteorologické podmínky.

Praha

Hodnocení hlavního města vychází opět z operativních dat ČHMÚ o koncentracích částic PM10, NOX a NO2. Stejně jako v případě Brna, i zde jsou koncentrace na všech stanicích a u všech analyzovaných znečišťujících látek vyšší v únoru 2021 ve srovnání s únorem 2020. V případě částic PM10 je rozdíl v průměru více než trojnásobný. U NOX je rozdíl v průměru 2,5násobný a u NO2 byly hodnoty únoru 2021 vyšší o v průměru 80 %.

Průměrné koncentrace částic PM10 na vybraných stanicích v únoru 2020 a únoru 2021.
Průměrné koncentrace částic NOX na vybraných stanicích v únoru 2020 a únoru 2021.
Průměrné koncentrace částic NO2 na vybraných stanicích v únoru 2020 a únoru 2021.

Závěr

Srovnání je ukázkou vlivu meteorologických a rozptylových podmínek na kvalitu ovzduší, který je zásadní. Zároveň toto srovnání dobře ilustruje, že nouzový stav neměl v České republice takový význam a zcela jistě nebyl hlavní příčinou výjimečně dobré kvality ovzduší v roce 2020.

Část věnovaná mobilitě obyvatelstva ukazuje na fakt, že v únoru 2021 ve srovnání se stejným měsícem o rok dříve, byla v České republice výrazně nižší mobilita obyvatelstva a lidé trávili mírně více času v domácnostech. Po celý únor 2021 byl v České republice vyhlášen nouzový stav.

Část věnovaná meteorologickým podmínkám ukazuje, že únor 2021 byl z pohledu rozptylových a meteorologických podmínek výrazně méně příznivý než únor 2020.

Hodnocení kvality ovzduší na více než 10 stanicích v Praze a Brně ukázalo, že koncentrace všech hodnocených znečišťujících látek (částice PM10, oxidy dusíku a oxid dusičitý) byly na všech hodnocených stanicích v únoru 2021 výrazně vyšší, v některých případech i téměř čtyřnásobně.

Z těchto tvrzení lze učinit následující závěry:

  • vzhledem k poklesu intenzity dopravy muselo dojít k poklesu emisí z dopravy (doprava je významným zdrojem především oxidů dusíku).
  • v důsledku nouzového stavu mohlo dojít i k nárůstu emisí (a v návaznosti na to i koncentrací) suspendovaných (prachových) částic, jelikož lidé trávili více času doma a tedy mohla být zvýšena intenzita vytápění, které je velmi významným zdrojem znečišťování ovzduší
  • meteorologické a rozptylové podmínky v oba únory byly výrazně odlišné – výrazně příznivější byl v tomto ohledu rok 2020.
  • fakt, že koncentrace částic PM10 byly v únoru 2021 v průměru více než dvojnásobné ve srovnání s únorem 2020 a vyšší na všech hodnocených stanicích lze vysvětlit dvěma způsoby
    • pravděpodobným hlavním faktorem byly právě zhoršené rozptylové podmínky a velmi nízké teploty (emise z vytápění byly vyšší než v únoru 2020)
    • do jisté míry se zde mohl negativně podepsat i nouzový stav, neboť lidé trávili více času doma a to mohlo ještě více zvýšit potřebu topit
  • u oxidů dusíku lze předpokládat, že vliv nouzového stavu a meteorologických podmínek je protichůdný. Zatímco pokles dopravy a s ním související pokles emisí oxidů dusíku má na kvalitu ovzduší příznivý vliv, nepříznivé meteorologické a rozptylové podmínky mají vliv negativní. Pokud se však podíváme na koncentrace těchto látek v ovzduší v oba měsíce, na všech hodnocených stanicích byly v roce 2021 výrazně vyšší, v Praze v průměru 2,5násobně, v Brně o 60 %.

Výše uvedená data a závěry dokazují, že vliv meteorologických a rozptylových podmínek na kvalitu ovzduší je zcela zásadní, naopak vliv nouzového stavu na kvalitu ovzduší nebyl v České republice tak významný – potvrdil se tím i závěr předběžné zprávy, která jasně konstatovala, že výjimečně dobrá kvalita ovzduší v roce 2020 nebyla dána vlivem pandemie koronaviru.

Doplňující informace k této problematice mohou poskytnout i tyto dvě infografiky:

vedoucí oddělení kvality ovzduší

Rád si hraji s daty, tvořím webové aplikace a hledám cesty, jak věci někam posunout. Na ČHMÚ pracuji na pozici vedoucího oddělení kvality ovzduší, vytvořil jsem a spravuji tento blog, jsem administrátorem Facebook, Instagram a Twitter účtu ČHMÚ, jsem členem skupiny mobilní aplikace ČHMÚ a mám na starost anglickou větev našeho Facebook účtu. Podílím se na projektech napříč různými odděleními ČHMÚ a jsem project manager kontroly dat Evropské databáze emisí na čemž spolupracuji s Evropskou agenturou pro životní prostředí v Kodani.

Na ČHMÚ pracuji od roku 2014, práce mě moc baví a to nejen díky náplni, ale i skvělým kolegyním a kolegům.

Jsem také autorem nejpoužívanější šablony stránek pro uživatele meteostanic, používané ve více než 65 zemích ve více než 30 jazycích.

Sdílet

Napsat komentář