Aerosoli črnega ogljika so globalni problem

Črni ogljik, ki je drugi največji onesnaževalec ozračja, ni le lokalni ali regionalni, pač pa globalni problem, saj vpliva na globalno klimo. To so dokazali z meritvami, ki jih je z ultralahkim letalom v več etapah po vsem svetu opravil Matevž Lenarčič.

Matevž Lenarčič, biolog, pilot in alpinist, je leta 2002 v okviru projekta Worldtrannsiberia 2002 s svojim ultralahkim letalom poskusil obleteti svet, a mu zaradi dovoljenj, ki mu jih niso dali v Kanadi, to žal ni uspelo. Preletel pa je 28.000 km čez osem držav, vključno z Rusijo. Projekt Around The Only World 2004 je uspešno dokončal leta 2004, ko je preletel 38.000 km, pri čemer je prečil 23 držav. Svoja doživetja je popisal v knjigi Okrog edinega sveta. Leta 2005 je v okviru projekta Africa - Valley of Life 2005 preletel 17.000 km čez 13 držav, ko sta s kolegom letela po prelomnici Dolina življenja. V letih 2006-2009 je v okviru projekta The Alps - A Bird’s Eye View večkrat preletel Alpe in opravil 60.000 km. V sodelovanju z mnogimi strokovnjaki je s fotografijami iz zraka skušal pokazati, kakšno kakovost okolja  imamo v alpskem prostoru. Vse s ciljem ozavestiti ljudi, da stanje v naravi ni samoumevno in da jo moramo ohraniti. Projekt je bil dobro sprejet, nastala je velika knjiga Alpe, ki je prevedena v pet jezikov (prodanih 25.000 izvodov), organizirali so tudi precej razstav na prostem.

Leta 2012 je s podjetjem Aerosol v okviru projekt GreenLight – WorldFlight začel z merjenjem črnega ogljika v ozračju. Ponovno je z ultralahkim letalom opravil 91.000 km po južni polobli čez vse celine oceanov, tudi Antartiko in čez Mount Everest. Takrat se je izkazalo, da je takšne meritve možno izvajati. Merilni inštrument je bil prvi prototip, ki se je izkazal za učinkovitega, za naslednje polete pa so ga še izboljšali. To jim je dalo zagon, da so s projektom nadaljevali leta 2013. Takrat je preletel 15.900 km čez severni tečaj, Kanado in se čez Atlantik vrnil nazaj.

Letos ste v okviru projekta GreenLight – WorldFlight leteli na območju Sredozemlja in alpskega sveta. Kako so potekali poleti?

Namen letošnjih poletov je bil mogoče malce ven iz glavnega koncepta, ki ga imamo. Poleg črnega ogljika smo namreč merili tudi puščavski prah, ki se dviga nad severno Afriko in se ob primernih vremenskih pogojih, ko je nad Sredozemljem ali severno Afriko dovolj močan ciklon, seli nad Alpe. Zakaj pesek? Ker je to aerosol, ima podobne lastnosti in posredno prispeva k spreminjanjem klime. Tudi pesek pomeni problem za pregrevanje planeta in hitrejše taljenje ledenikov. Eni sicer pravijo, da je to le naravni cikel, vendar človeški vpliv na pregrevanje planeta povečuje tudi pogostost vremenskih razmer, ki povzročajo premik zračnih mas iz Afrike proti severu. Natančno je nemogoče ugotoviti, kolikšen je prispevek človeka k pregrevanju planeta in je to bolj religiozno vprašanje, komu verjameš. Dejstvo je, da ima človek z vso svojo industrializacijo in potrošništvom vsekakor določen vpliv in je zato, ker ga ima, ne glede na to, kako je velik,  treba nekaj narediti.

Logistično je bilo letos precej zapleteno, bistveno bolj kot prejšnja leta, saj smo vsak dan preverjali vreme in čakali na ciklon z dovolj močnimi južnimi vetrovi. Znotraj tega je bilo treba poiskati sprejemljive možnosti za letenje, saj tako lahek avion ne more leteti v vsakem vremenu. Kar pol leta smo bili na »čakanju«. Takšni pojavi se zgodijo bolj pogosto spomladi in jeseni, poleti manj, letos pa so se relativno bolj pogosto pojavljali. Tako smo v štirih etapah zadevo uspešno speljali. Prvi del je potekal čez osrednje Sredozemlje, severno Afriko, Malto, Španijo, Sardinijo, Ciper. Pa naprej čez celotne Alpe do Slovaške, Monaka, Pariza. Ugotavljali smo, koliko peska sploh pride čez alpsko verigo proti Bukarešti in nazaj. Dobili smo prerez, kaj se dogaja s puščavskim peskom in črnim ogljikom. Zanimivo je bilo, da smo ugotovili, da se črni ogljik skupaj s puščavskim peskom drugače obnaša, kot se sam zase. Vpliv na klimo - če sta združena - je bistveno drugačen. V Alpah sta dve referenčni postaji za merjenje črnega ogljika, na gori Jungfrau in Hoher Sonnblicku. Obe uporabljata podoben inštrument, kot smo ga imeli na letalu, s tem da večji inštrumenti seveda zaradi prevelike teže za vgradnjo na letalu niso primerni. Naš prototip so izdelali v podjetju Aerosol. Zbrane podatke smo primerjali z referenčnimi postajami in tako dobili zanesljivo sliko, kaj se v ozračju dogaja. Problem peska v Alpah je predvsem v tem, da se useda na bele površine, zaradi česar se ledeniki hitreje topijo. Čez Alpe letim že dolgo in ugotavljam, da so fotografije posnete pred desetimi leti glede na količino ledenikov bistveno drugačne, kot so zdaj. Topijo se zelo hitro in črni ogljik s puščavskim peskom absolutno prispevata k temu velik delež.

Kako in zakaj ste leta 2012 začeli s projektom GreenLight – WorldFlight?

Po naključju sem spoznal dr. Griša Močnika, ki je tudi raziskovalec na Institutu Jožefa Stefana in se ukvarja s črnim ogljikom. S kolegi v podjetju Aerosol je naredil dovolj majhen prototip za merjenje črnega ogljika, da smo ga lahko spravili na ultralahko letalo in tako smo ga leta 2012 pilotno merili. Aerosol je slovensko podjetje, v lasti Američana Anthonyja Hansena in je avtor prvih meritev črnega ogljika in prosojnosti filtra z UV svetlobo. Na podlagi prosojnosti filtrov in algoritmov lahko izračunajo, kakšna je koncentracija. V tem inštrumentu je filter, na katerega se ujame črni ogljik. Vsak podatek ima svojo geo lokacijo, tako da imamo natančno informacijo, kje in kdaj je to bilo. Podjetje izdeluje velike inštrumente in z njimi pokriva okrog 80 odstotkov svetovnega trga. Rezultati meritev so bili presenetljivi, odziv strokovne javnosti pa tudi ugoden. Takih meritev ni do takrat na globalni ravni delal še nihče. V bistvu smo s podatki dokazali, da črni ogljik ni le lokalni problem, kot so mislili do takrat. V resnici je regionalni in globalni problem, saj smo našli onesnažen zrak tudi okoli severnega tečaja in drugih odročnih predelih, kjer v bližini ni virov onesnaženja. Črni ogljik je drugi največji antropogeni povzročitelj pregrevanja planeta, ki z 25 do 35 odstotki sledi CO₂, katerega prispevek je največji, okrog 60-odstoten.

Kaj je črni ogljik in zakaj je merjenje tako pomembno? Kateri so glavni viri črnega ogljika? Kakšne so posledice za planet?

Črni ogljik je aerosol. Trdi delci, ki nastanejo pri izgorevanju ogljičnih materialov, so stranski produkt. Bolj nepopolno je izgorevanje, več ga je v zraku. To je pomembno zato, ker vpliva na zdravje ljudi, se useda v pljuča in vpliva na klimo. Zaradi črnega ogljika v ozračju in drugih aerosloov je prosojnost atmosfere nižja. Zato je tudi osončenje nižje in v bistvu hladi planet ter zmanjšuje tudi učinkovitost sončnih panelov. Hkrati zadržuje radiacijsko toploto pod onesnaženim pokrovom. Neto učinek je pozitiven. Se pravi, da se planet zaradi črnega ogljika pregreva. Ocenjeno je, da črni ogljik in drugi aerosoli povzročajo okoli 7 milijonov žrtev na leto, bistveno več kot promet, vojne, … Tako da je to problem, ki pa je bil še nekaj let nazaj zanemarjen. Teh meritev je bilo izredno malo. Običajno merijo le pri tleh, ker so predvidevali, da je to izključno lokalni problem. Meritve v zraku so bile izjemno redke. Izvajala jih je NASA z velikimi letali na območju Pacifika, ker so hoteli dokazati, da umazanija v ZDA prihaja z Japonske in Kitajske. Mi smo orali ledino. Tako majhnih inštrumentov, da bi jih lahko integrirali v tako lahko letalo, na trgu ni bilo. To je bil prvi tak primer - na poceni način z majhnim letalom narediti globalni presek, kaj se s črnim ogljikom dogaja. Z zbiranjem podatkov se obstoječi modeli izboljšujejo, znanstveniki pa ocenjujejo, da so ti modeli tudi do desetkrat podcenjeni, se pravi, da je vpliv črnega ogljika desetkrat večji.

Kdo vse sodeluje pri projektu? Kako se financirate?

Do zdaj smo sestavili ekipo desetih, enajstih prostovoljcev. Delamo zato, ker se nam zdi to v redu. Smo z različnih področij, od medijskih, managerskih, do oblikovalskih, internetnih, logističnih, letalskih, … Mešana druščina, ki se dobro razumemo med sabo in zadevo porivamo naprej. Financiranje je bilo v veliki meri vsaj na začetku izključno na privatni ravni, tveganje pa moje. Letalo zagotavlja družba Aerovizija, vse modifikacije na letalu za meritve in ekstremno dolge polete pa poskušamo pokriti s sponzorji. Projekte je težko finančno ovrednotiti vnaprej. Eno sliko si človek lahko ustvari na podlagi izkušenj in informacij, ki jih je možno dobiti, so pa države, kjer je to zelo težko. Takšna je na primer Kitajska, kjer ne moreš izračunati stroškov. Pristanek letala na določenih letališčih stane lahko od 1000 do 10.000 evrov! Tveganje je vsako leto precej veliko. Če je vse normalno, če ni tehničnih, političnih problemov, če pa bi se pojavili – teoretično se lahko zgodi tudi zasilni pristanek v oceanu ali drugih odročnih predelih sveta - pa so zadeve zunaj meja racionalnih razmišljanj, bolj kot ne, v »božjih« rokah.

Komu vse sporočate rezultate merjenj?

Zaenkrat se hranijo na Aerosolu, na tem delata dr. Griša Močnik in dr. Luka Drenovec. Rezultati so bili objavljeni na številnih okoljskih konferencah in v znanstvenih publikacijah. Ko so podatki obdelani, so na voljo komurkoli. Če kogarkoli karkoli zanima na področju črnega ogljika v atmosferi, jih lahko dobi brezplačno.

Ste doživeli kak odziv? Združeni narodi so doslej sprejeli dve zelo uspešni konvenciji za spremljanje emisij. Ali bo vaše merjenje prispevalo k sprejemu podobnih ukrepov?

Naš cilj je vsekakor tudi političen. S konkretnimi podatki lahko pokažemo obseg problema, politika pa mora sprejeti zakonodajo, ki bo omejevala izpuste. Kolikšen je naš prispevek pri tem, kar se dogaja, je težko oceniti, ker se hkrati dogaja še milijon drugih stvari. Mislimo pa, da naše delo ni zanemarljivo, glede na to, da se o črnem ogljiku vsako leto govori več.
Institut Jožef Stefan je pred kratkim izdelal zanimiv filter, ki ga je mogoče namestiti na individualna kurišča in pomembno zmanjša emisijo ali celo odpravi črni ogljik in druge aerosole v ozračju. Kurišča so namreč eden izmed največjih problemov v hladnem delu leta. Sam živim na vasi, kjer živi 500 ljudi, a je zrak bistveno slabši kot v Ljubljani! Zakaj? Ker v jesenskem in zimskem času vsi kurijo na drva. V Sloveniji se menda kar 40 odstotkov gospodinjstev ogreva na lesne produkte. Les je lahko tudi ekološki energent, če je primerno pripravljen, brez strupenih dodatkov, če je skurjen v primernih pečeh. Zaenkrat ne obstajajo predpisi, ki bi to področje regulirali, zato kurišča na les pomenijo izjemno velik ekološki problem. Ljubljana in druga večja mesta so s centralnim ogrevanjem veliko prispevala k izboljšanju kakovosti zraka.

Kaj je večji onesnaževalec, kurišča ali industrija?

V hladnem delu leta so problematična vsa kurišča na ogljične materiale, vključno z biomaso. Poleg tega seveda tudi promet. V stabilni zimski atmosferi se velikokrat pojavi inverzija, ko se hladnejši in tudi umazan zrak zadržuje po kotlinah. Mešalna plast je nizko nad tlemi. V poletnem času se dvigne in razširi na večje območje, zato je tudi zrak boljši. V obdobju med monsuni je na primer v Indiji zrak onesnažen do višine 4000 metrov in še višje. Dokazali smo, da je glavni problem kurjenje biomase.

Črni ogljik torej vpliva tudi na vreme.

Absolutno. Posledica pregrevanja atmosfere je spreminjanje vremenskih vzorcev, ki se gradijo med obsežnimi območji Arktike, Antarktike in nad oceani. Povišana temperatura morja povečuje pogostost in intenzivnost ciklonov, hurikanov, tajfunov. Taljenje ledu na Antarktiki in Arktiki vpliva na intenzivnost in smer podmorskih tokov. Ko se bodo spremenili, bodo drastično spremenili klimatsko sliko sveta, lahko do te mere, da bodo področja z veliko koncentracijo ljudi postala neprimerna za bivanje. Valovi klimatskih beguncev bodo uničujoči.

Letenje s tako lahkim letalom na takšnih višinah je gotovo doživetje in svojevrstna avantura. Ste na svojih poletih doživeli kaj zanimivega, morda tudi nevarnega, kar bi nam lahko zaupali?

Letenje s tako majhnim letalom na tako dolge razdalje je avantura. Večino prostora je namenjenega gorivu in opremi, zato posebnega udobja ni. Večja letala so stabilnejša, bolje opremljena, varnejša, vendar tudi veliko dražja. Poleg meritev črnega ogljika želimo pokazati, da so sodobna ultralahka letala izjemno učinkovita, okolju prijazna in zmogljiva. Potrebujemo novo zakonodajo, ki bo manj restriktivna in bo omogočala nadaljnji razvoj.

Na preletih oceanov, puščav, pragozdov, Everesta, Antarktike se velikokrat dogajajo zapleti z tehniko, vremenom, birokracijo, ki lahko udoben let spremenijo v katastrofo.

Kakšni so vaši nadaljnji plani v zvezi s tem projektom?