Meteorological influences on the spatial and temporal variability of NO2 in Toronto and Hamilton

The spatial and temporal variability of nitrogen dioxide (NO 2 ) concentrations and their relationships with meteorology was evaluated in the Toronto–Hamilton urban airshed. NO 2 concentrations were highest in the early morning and late evening. Mean concentrations were highest in winter, although individual one‐hour NO 2 concentrations were found to be highest in summer. Wind direction was the strongest control on hourly NO 2 concentration, and temperature and wind speed also had an effect. Our analysis of NO 2 concentration variation by wind direction showed that areas downwind of major highways, urban centres and industry were exposed to higher pollutant concentrations. Seasonal patterns of NO 2 concentration displayed significant spatial heterogeneity, in particular, in Toronto. Onshore winds sheltered coastal inhabitants from the full extent of NO 2 exposure they would otherwise experience. Seasonal variations in meteorology and emissions mean that the degree of spatial variability in NO 2 concentrations changes from season to season. This study will help to improve existing land‐use regression‐based NO 2 prediction models by incorporating meteorological controls on NO 2 distributions for health effect studies. Les influences météorologiques sur la variabilité spatio‐temporelle du NO 2 à Toronto et Hamilton, Ontario, Canada La variabilité spatiale et temporelle des concentrations en NO 2 et les relations qui existent entre elle et les données météorologiques ont fait l'objet d'une recherche menée sur le bassin atmosphérique de la région de Toronto–Hamilton. Les concentrations en NO 2 sont plus élevées très tôt le matin et tard le soir. Les concentrations moyennes sont plus élevées durant l'hiver, bien qu’elles culminent durant l'été quand les concentrations sont mesurées par intervalle d'une heure. La direction du vent est la variable qui exerce le plus d'influence sur les concentrations horaires de NO 2 , et l'on observe aussi un effet de la température et de la vitesse du vent. L’analyse des variations de concentrations en NO 2 en fonction de la direction du vent a démontré que les endroits qui se trouvent sous le vent des autoroutes, des agglomérations et des zones industrielles sont exposés à des concentrations plus élevées de polluants. Les tendances saisonnières en matière de concentrations en NO 2 témoignent d'une hétérogénéité spatiale significative, particulièrement dans le cas de Toronto. Les vents du large protègent les habitants de la côte qui autrement seraient exposés à des niveaux élevés de NO 2 . Les variations saisonnières des paramètres météorologiques et des émissions ont pour conséquence que la variabilité spatiale des concentrations en NO 2 varie d'une saison à l'autre. Cette étude est une contribution à l'amélioration de la capacité de prédire les niveaux de NO 2 sur la base de modèles de régression de l'occupation du sol, avec l'introduction dans les études d'impact sur la santé de variables contrôles qui prennent en compte les effets météorologiques sur la distribution du NO 2 .