Tojota pilsēta, Japāna, 2011. gada 24. maijs – Toyota Motor Corporation (TMC) un Toyota Centrālā izpētes un attīstības laboratorija (Toyota Central R&D Labs., Inc.) ir radījušas simulatoru, kas spēj paredzēt troposfēras ozona koncentrāciju virs visas dienvidu un austrumu Āzijas. Projekts tika veikts sadarbībā ar Tsinghua universitāti Ķīnā *, Enerģijas un resursu institūtu (TERI) Indijā** un Starptautisko pielietojamās sistēmu analīzes institūtu (IIASA) Austrijā***. Paredzēts, ka simulators dienvidu un austrumu Āzijā palīdzēs samazināt enerģijas patēriņu un ierobežot tādu vielu emisijas, kas izraisa atmosfēras piesārņošanu – vienu no globālās sasilšanas faktoriem –, un tādējādi sniegs ievērojamu labumu visai pasaulei.

1. Troposfēras ozona raksturojums, darbības, ko nepieciešams veikt, lai samazinātu tā koncentrāciju
Plaši pazīstams ir ozona slānis, kas atrodas stratosfērā (tā sākas aptuveni 10 km augstumā) un aizsargā Zemes ekosistēmu, absorbējot ultravioletos starus. Mazāk zināms ir ozons, kas sastopams troposfērā – līdz 10 km augstumam virs Zemes virsmas. Troposfēras ozons ir galvenais fotoķīmiskā smoga – atmosfēras piesārņojuma, kas kaitīgs cilvēku veselībai un augu augšanai, – iemesls. Tā ir arī viena no siltumnīcas efekta gāzēm, kas paātrina globālo sasilšanu, un tādēļ ir nākamais mērķis, kā samazināt koncentrāciju– pēc CO2 un metāna.

Troposfēras ozona koncentrācijas paredzēšana ir sarežģīta, jo troposfēras ozons netiek emitēts tieši atmosfērā, bet veidojas tajā fotoķīmisko reakciju rezultātā, ko izraisa, piemēram, slāpekļa oksīdi (NOx) un gaistošie organiskie savienojumi (VOC), ko izdala virkne avotu. Tā kā šie fotoķīmisko reakciju ceļi ir ārkārtīgi sarežģīti, tikai NOx un VOC samazināšana var nebūt efektīva, lai samazinātu šo troposfēras ozona koncentrāciju. Lai paredzētu troposfēras ozona koncentrāciju, ir nepieciešams ņemt vērā visas sarežģītās fotoķīmiskās reakcijas, kas norisinās atmosfērā, kā arī NOx un VOC emisiju datus.

2. Simulatora izstrāde: kopīga pētījumu pieredze un mērķi
Līdz ar Āzijas strauji attīstošos valstu ekonomisko izaugsmi un tā rezultātā palielinājušos troposfēras ozona apjomu, ko izraisījusi dažādu enerģijas formu patērēšana lielā apjomā, ir radušās bažas par vides degradāciju kā vietējā, tā globālā līmenī. Tas ir licis domāt par atmosfēru piesārņojošo emisiju samazināšanu, tai skaitā emisiju, ko izdala motorizētie transportlīdzekļi.

Toyota meklēja veidu, kā samazināt troposfēras ozona koncentrāciju, lai palīdzētu risināt visas dienvidu un austrumu Āzijas problēmu. Toyota sadarbojās ar vairāku valstu iestādēm un uzsāka pētījumu par troposfēras ozona koncentrācijas paredzēšanu ar mērķi sniegt savu ieguldījumu stratēģijā, kas samazinātu tā kaitīgo ietekmi uz cilvēku veselību un augu augšanu. 
 
3. Simulatorā izmantotās metodes un katras iestādes loma kopīgajā pētījuma programmā
Lai uzlabotu precizitāti, pētījuma projektā veidotais simulators ietvēra:
1) enerģijas patēriņu esošajos apstākļos un paredzēto enerģijas patēriņu, pamatojoties uz nākotnes enerģijas politiku katrā no dienvidu un austrumu Āzijas valstīm;
2) CO2, NOx, un VOC emisijas;
3) trīs dimensiju gaisa kvalitātes modeli, kas paredz troposfēras ozona koncentrāciju, ņemot vērā meteoroloģiskos apstākļus.

Pirmajā un otrajā punktā minētos datus pārējām dienvidu un austrumu Āzijas valstīm, neskaitot Ķīnu un Indiju, sagatavoja IIASA, un to pamatā ir scenāriji, ko piedāvāja Starptautiskā enerģijas aģentūra (IEA). Ķīnas un Indijas attiecīgajiem reģioniem un sektoriem, kur sagaidāma ievērojama ekonomiskā izaugsme, detalizētas datubāzes sagatavoja Tsinghua universitāte Ķīnai un TERI Indijai, ietverot valdību enerģijas un vides politikas.

Trešajā punktā minētajā modelī ņemtas vērā sarežģītās fotoķīmiskās reakcijas, kas balstītas uz NOx un VOC emisijām, kā arī meteoroloģiskie apstākļi, lai troposfēras ozona koncentrāciju paredzētu ar precizitāti līdz vienai stundai un pat mazāk. Troposfēriskais ozons netraucēti var virzīties pāri valstu robežām. Lai paredzētu troposfēras ozona koncentrāciju visā dienvidu un austrumu Āzijā, Toyota Centrālā izpētes un attīstības laboratorija par ikvienu valsti apkopoja detalizētus datus par enerģijas patēriņu un NOx un VOC emisijām, lai izveidotu simulāciju, kas balstīta uz trīs dimensiju gaisa kvalitātes modeli. Ķīnai un Indijai, kurām abām nepieciešami daudz detalizētāki prognožu dati, lai attēlotu pieaugošo ekonomisko attīstību, simulators troposfēras ozona koncentrāciju var paredzēt galvenokārt uzkrājušos ap attiecīgās valsts robežām.

4. Sagaidāmais labums, ko sniegs simulators
Simulators ietver enerģijas patēriņu, kas ņem vērā nākotnes enerģijas politikas, kuras pašreiz tiek vēl apspriestas, un var paredzēt troposfēras ozona koncentrāciju visā dienvidu un austrumu Āzijā. Galvenais simulatora sniegtais labums ir spēja visaptveroši izpētīt politikas, kas nepieciešamas, lai samazinātu troposfēras ozonu, CO2 samazināšanas scenārijus un atmosfēras uzlabošanas scenārijus.

Ķīnā jau ir uzsākta stratēģiju izpēte, lai samazinātu atmosfēras piesārņojumu lielākajās pilsētās. Tajā pat laikā Apvienoto Nāciju Vides programmā (UNEP) ir noteikts, ka troposfēras ozona samazināšana varētu būt efektīvs līdzeklis, lai apturētu īstermiņa temperatūras celšanos, norādot, ka simulators varētu būt noderīgs arī klimata pārmaiņu ierobežošanas stratēģiju pētījumos.

Lūkojoties nākotnē, Toyota cer, ka simulators tiks plaši izmantots daudzās dienvidu un austrumu Āzijas valstīs un reģionos un tādējādi varēs sniegt savu ieguldījumu efektīvākā enerģijas politiku formulēšanā, kurās tiks apvienota enerģijas patēriņa un CO2 emisiju samazināšana, samazinot arī troposfēras ozona koncentrāciju.
 
26. un 27. maijā Tsinghua universitātē Ķīnā notiks divu dienu „Starptautiskais seminārs”, kurā tiks stāstīts par simulatora izveidi un darbību. Plānots, ka semināru apmeklēs pētnieki no sadarbības organizācijām, kā arī citām atmosfēras piesārņojuma pētniecības iestādēm no visas pasaules, lai diskutētu par veidiem, kā pētniecības un ieviešanas politikas izplatīt tālāk.

____________________________________________
*Dibināta 1911. gadā, viena no vadošajām universitātēm Ķīnā. Aptuveni 3 000 profesoru, aptuveni 36 000 studentu.
**Dibināts 1974. gadā, viena no vadošajām pētniecības iestādēm Indijā. Aptuveni 900 pētnieku. Ģenerāldirektors Rajendra Pachauri ir Starpvaldību klimata pārmaiņu kolēģijas priekšsēdētājs (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC).
***Starptautisks pētījumu institūts, kas dibināts 1972. gadā Austrijā. Aptuveni 200 pētnieku.