Original paper

Impact of increasing ship emissions on air quality and deposition over Europe by 2030

Collins, Bill; Sanderson, Michael G.; Johnson, Colin E.

Meteorologische Zeitschrift Vol. 18 No. 1 (2009), p. 25 - 39

published: Mar 6, 2009

DOI: 10.1127/0941-2948/2008/0296

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Abstract

A global chemistry-transport model has been used to study the effect of shipping emissions on air quality and ecosystems over Europe, through changes in surface ozone and surface sulphate aerosols, and changes in the deposition of sulphur and oxidised nitrogen. Scenarios are chosen to determine the impact of current (2000) shipping emissions, and the combined impact of changes in land-based and shipping emissions by 2030. The effects of shipping on ozone are small, compared to land-based emissions changes, and can be both positive and negative. Due to the non-linear nature of ozone chemistry, the effects of shipping depend on the magnitude of the emission change, and on the choice of scenario for the land-based emissions. The effects on sulphate aerosol levels and deposition fluxes of sulphate aerosols and oxidised nitrogen species are larger, and are comparable to expected changes in land-based emissions. This is particularly true for SO2 emissions from shipping. SO2 has a sufficiently short lifetime that most of the impacts are felt within the European region, although much of that is over the sea. The increase in sulphate aerosols and sulphur deposition due to the SO2 from shipping will offset 75 % of the benefits in air quality that would be expect from land-based emission controls under the SRES A2 scenario.

Kurzfassung

Ein globales Klima-Chemie-Modell wurde verwendet, um die Wirkung von Schiffsemissionen auf die Luftqualitt und das kosystem in Europa durch nderungen im bodennahen Ozon und Sulfataerosolen sowie Vernderungen in der Sulfat- und Stickoxid-Deposition zu untersuchen. Mit Hilfe von Szenarien wird der Einfluss der gegenwrtigen (2000) Schiffsemissionen und der kombinierte Einfluss von Vernderungen der Emissionen auf Land und durch die Schifffahrt bis zum Jahr 2030 bestimmt. Im Vergleich zu Emissionsnderungen ber Land ist der Effekt der Schifffahrt auf Ozon klein und kann sowohl positiv als auch negativ sein. Wegen der nicht-linearen Ozonchemie hngt die Wirkung der Schifffahrt sowohl von der Gre der Emissionsnderung als auch von der Wahl des Szenarios fr die Emissionen ber Land ab. Grer ist der Einfluss auf die Konzentration von Sulfataerosol sowie auf die Depositionsraten von Sulfataerosolen und Stickoxiden; sie sind von hnlicher Gre wie die erwarteten nderungen aufgrund der Emissionen auf Land. Dies gilt besonders fr SO2-Emissionen der Schifffahrt. SO2 hat eine hinreichend kurze Lebenszeit, dass sich der grte Effekt in der europischen Region bemerkbar macht, wobei ein groer Anteil davon auf das Meer entfllt. Die Anstiege im Sulfataerosol und der Sulfatdeposition durch das SO2 aus der Schifffahrt werden 75 % der Verbesserung der Luftqualitt aufheben, die durch die Reduktion der Emissionen auf Land nach dem SRES A2 Szenario erwartet wird.