The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and...

16
1 The 2017 critical loads data: Differences to earlier estimates and implications for current and future ecosystems protections CIAM Report 1/2018 September 2018 Maximilian Posch, Robert Sander, Wolfgang Schöpp, Markus Amann Centre for Integrated Assessment Modelling (CIAM) International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) Summary In 2017, the Coordination Centre for Effects (CCE) of the Working Group on Effects compiled a new data set on critical loads in Europe, based on the submissions of national focal centres to the 2015‐17 call for data. This dataset has now been introduced into the GAINS integrated assessment model, the main tool for policy analyses for the Convention. This report analyses the implications of the new data on the findings derived from the earlier version compiled in 2012, which served as the basis for the policy analyses for the negotiations on the revised Gothenburg Protocol and the EU clean air policy. It is found that the 2017 updates to the critical loads databases confirm and even strengthen the key policy conclusions derived from the earlier analyses. Current levels of nitrogen deposition are a major threat to the biodiversity of European ecosystems, with even higher exceedances of the critical loads emerging from the new data. The less optimistic evaluations persist also for the baseline projections for 2030.

Transcript of The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and...

Page 1: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

1  

                

 

 

The 2017 critical loads data:  Differences to earlier estimates and implications for current and future ecosystems protections 

 

CIAM Report 1/2018 

 

September 2018 

 

Maximilian Posch, Robert Sander, Wolfgang Schöpp, Markus Amann 

Centre for Integrated Assessment Modelling (CIAM) 

International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) 

 

 

Summary In 2017, the Coordination Centre for Effects (CCE) of the Working Group on Effects compiled a new data set on critical 

loads in Europe, based on the submissions of national focal centres to the 2015‐17 call for data. This dataset has now 

been introduced into the GAINS integrated assessment model, the main tool for policy analyses for the Convention.  

This report analyses the implications of the new data on the findings derived from the earlier version compiled  in 

2012, which served as the basis for the policy analyses for the negotiations on the revised Gothenburg Protocol and 

the EU clean air policy.  

It is found that the 2017 updates to the critical loads databases confirm and even strengthen the key policy conclusions 

derived  from  the  earlier  analyses.  Current  levels  of  nitrogen  deposition  are  a major  threat  to  the  biodiversity  of 

European  ecosystems, with  even  higher  exceedances  of  the  critical  loads  emerging  from  the  new  data.  The  less 

optimistic evaluations persist also for the baseline projections for 2030. 

   

Page 2: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

2  

Context 

During 2015–2017  the Coordination Centre  for  Effects  (CCE)  under  the  International  Cooperative  Programme on 

Modelling and Mapping of Critical Levels and Loads and Air Pollution Effects, Risks and Trends (ICP Modelling and 

Mapping) carried out a call for updated critical loads on acidification, eutrophication and biodiversity. This call enabled 

Parties  to update their data  in the European critical  loads database,  to support European air pollution abatement 

policies. New in this call was the agreed manner for compiling the critical loads for eutrophication, i.e., as the minimum 

of the empirical nitrogen and modelled nutrient‐nitrogen critical load for a given site. This data was reported to the 

third joint session of the Steering Body to the Cooperative Programme for Monitoring and Evaluation of the Long‐

range Transmission of Air Pollutants  in Europe (EMEP) and the Working Group on Effects (WGE) in Geneva, 11‐15 

September  2017  (ECE/EB.AIR/GE.1/2017/2–ECE/EB.AIR/WG.1/2017/2).  The  2017  critical  load  database  has  been 

documented in the CCE Final Report (Hettelingh et al. 2017). 

The WGE recommended the 2017 critical loads for acidification and eutrophication for use in integrated assessment 

modelling,  and  the  transfer  of  the  updated  European  database  on  critical  loads  to  the  Centre  for  Integrated 

Assessment Modelling  (CIAM) and their  incorporation  into  the Greenhouse Gas and Air Pollution  Interactions and 

Synergies  (GAINS) model.  This  transfer  and  their  incorporation  into GAINS  has  now  been  conducted  by  CIAM  in 

collaboration with  the CCE.  Thus,  the new European critical  loads can now be used  in  integrated assessments  to 

provide information on ecosystem impacts. 

This  report explores  the  implications of  the new estimates of  critical  loads on  future  emission  scenarios.  For  this 

purpose, this report compares the new 2017 set of critical loads (CLs) with the data delivered to CIAM in 2012 (Posch 

et  al.  2011),  which  have  been  used  for  the  integrated  assessment  analyses  to  support  the  negotiations  of  the 

Gothenburg  Protocol  and  the  EU  Clean  Air  Policy  leading  up  to  the National  Emission  Ceilings  Directive  of  2016 

(Amann, M. et al. 2015). With the exception of the 2017 critical loads data, all other data and methods employed for 

this  comparison  are  the  same  as  those  used  for  the  recent  2017  Clean  Air  Outlook  produced  for  the  European 

Commission (Amann et al. 2017). 

Comparison of the 2017 and 2012 critical loads data bases 

As elaborated in (Hettelingh et al. 2017), major differences of the 2017 critical loads data base include the concept 

for the critical  loads for eutrophication. Now the critical  load for eutrophication is defined, for a given site, as the 

minimum of the estimates derived from (i) the empirical method, and (ii) the modelled nutrient‐nitrogen critical load, 

while before the choice was up to the national focal centres. Furthermore, national focal centres employed improved 

input data and extended the spatial coverage and reporting of critical  loads, especially  for the Natura2000 nature 

protection areas. However, overall the 2017 European database covers a smaller domain than before, e.g., excluding 

data for Russia east of 40°E (Table 1). 

Table 1: European ecosystem areas (in million km2) for which critical loads are determined in the 2012 and 2017 CL data bases. 

CLs for   2012 CL  2017 CL 

Eutrophication  3.48  2.65 

Acidification  3.88  2.93 

 

Page 3: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

3  

As  a  rather  limited  snap  shot  of  the  differences  between  the  two  databases,  Figures  1  and  2  compares  the  5‐

percentiles of critical loads, i.e. 5% of the ecosystem area in a grid cell has critical loads lower than or equal to the 

value shown, thus indicating the most sensitive ecosystems. 

 

 

Figure 1: 5‐percentile of the CL for eutrophication (for all ecosystems) for the 2012 (left panel) and 2017 (right panel) databases 

 

Figure 2: 5‐percentile of the CL for acidification (for all ecosystems) for the 2012 (left panel) and 2017 (right panel) databases 

Page 4: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

4  

As another way of comparison, cumulative frequency distributions (CDFs) provide insight into the distributions of the 

stringency of the critical loads values of all the 2‐4 million data points/ecosystems across Europe (Figure 3). The overall 

differences are small for all of Europe, although they are important in some areas as indicated in the maps above. 

Also, even identical CDFs would not mean that the CLs are the same at all locations, e.g., two sets of values could have 

interchanged their location, leading to an identical CDF. Furthermore, it should be kept in mind that the two CDFs do 

not cover identical ecosystems areas. 

 

 

Figure 3:  Cumulative distributions (CDFs) of the 2017 critical loads (solid lines) and the ‘2012’ critical loads (dashed lines) for eutrophication (green) and acidification (red) over the whole domain 

Exceedances of critical loads in 2005 

For 2005, based on the 2017 national submissions of emission inventories for 2005 to EMEP (Amann et al. 2017), the 

protection of ecosystems has been computed for the 2012 and 2017 critical loads databases (Figure 4 to Figure 7; 

Table 2). The overall pattern is very similar, but there are some notable differences. E.g., for the 2012 database Norway 

and  Malta  did  not  provide  eutrophication  CLs;  and  overall,  slightly  higher/more  extended  exceedances  can  be 

discerned for the 2017 database (especially for acidification). This is substantiated in Table 2, where the percentage 

of ecosystems areas at which the critical  loads are exceeded are presented for the European countries. Note that 

Serbia  (in  its  present  boundaries), Montenegro  and  Kosovo, were  not  considered  separately  earlier,  and  thus no 

numbers are provided for 2012. As mentioned above, differences arise not only from the inclusion of new (or leaving 

out earlier considered) areas, but also from new data sets, insights, and protection criteria. 

Figure 5 and Figure 7  show  the exceeded areas  for ecosystems  that  countries have  indicated  to be protected by 

national or international regulations (mostly Natura2000 in EU28). The overall pattern reflects that of Figure 4 and 

Figure 6, respectively. However, it also shows that some countries (e.g., Austria, Poland, United Kingdom) have added 

information on protected areas for the 2017 CL database, while others have not identified their protected areas in 

the 2017 submissions. 

Page 5: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

5  

Eutrophication 

   

Figure  4:  Percentage  of  total  ecosystems  area where  in  2005 nitrogen deposition  exceeded  the  critical  loads  for eutrophication; left panel: 2012 CL database, right panel: 2017 CL database 

 

Figure 5: Percentage of the protected (Natura2000) areas where  in 2005 nitrogen deposition exceeded the critical loads for eutrophication; left panel: 2012 CL database, right panel: 2017 CL database 

Page 6: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

6  

Acidification 

 

Figure  6:  Percentage  of  total  ecosystems  area  where  in  2005  acid  deposition  exceeded  the  critical  loads  for acidification; left panel: 2012 CL database, right panel: 2017 CL database 

 

Figure 7: Percentage of protected areas (e.g., Natura2000) where in 2005 acid deposition exceeded the critical loads for acidification; left panel: 2012 CL database, right panel: 2017 CL database 

Page 7: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

7  

Table  2:  Percentage  of  ecosystems  areas  where  deposition  exceeded  the  critical  loads  for  eutrophication  and acidification in 2005, comparing the 2012 and 2017 CL data bases 

  Eutrophication  Acidification 

  2012 CL  2017 CL  2012 CL  2017 CL Albania  92%  92%  0%  0% Austria  81%  75%  1%  1% Belarus  100%  100%  13%  13% Belgium  3%  9%  13%  21% Bosnia & Herzegovina  72%  79%  13%  13% Bulgaria  61%  100%  0%  2% Croatia  95%  96%  5%  5% Cyprus  100%  100%  0%  0% Czech Republic  95%  100%  86%  89% Denmark  100%  100%  34%  30% Estonia  35%  80%  0%  0% Finland  11%  9%  0%  1% France  90%  89%  11%  11% Germany  60%  81%  31%  61% Greece  100%  100%  3%  3% Hungary  100%  100%  13%  11% Ireland  24%  8%  4%  4% Italy  75%  78%  1%  1% Kosovo    79%    16% Latvia  92%  96%  13%  12% Lithuania  97%  100%  34%  32% Luxembourg  100%  100%  14%  15% Macedonia, FYR  91%  92%  11%  11% Malta    100%    0% Republic of Moldova  100%  100%  1%  1% Montenegro    72%    0% Netherlands  92%  76%  79%  90% Norway    9%  8%  10% Poland  75%  74%  54%  57% Portugal  100%  100%  3%  3% Romania  98%  100%  3%  3% Russia  48%  51%  1%  4% Serbia  85%  94%  20%  28% Slovak Republic  98%  100%  9%  8% Slovenia  91%  100%  2%  0% Spain  100%  100%  2%  2% Sweden  37%  14%  12%  8% Switzerland  75%  61%  12%  19% Ukraine  100%  100%  2%  2% United Kingdom  55%  22%  15%  15% TOTAL  61%  67%  7%  11% 

 

   

Page 8: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

8  

Table 3:  Percentage of the area of ecosystems under protection (e.g., Natura2000) where deposition exceeded the critical loads in 2005, comparing the 2012 and 2017 CL data bases. Missing numbers mean that no ecosystems have been marked as protected/Natura2000 in the submissions to CCE. 

  Eutrophication  Acidification 

  2012 CL  2017 CL  2012 CL  2017 CL Albania  100%  83%  0%  0% Austria 

 80%    0% 

Belarus  100%  100%  9%  0% Belgium 

 95%   

 

Bulgaria  

100%    4% Croatia  100%  100%  9%  5% Cyprus  100%  100%  0%  0% Czech Republic  93%  100%  80%  89% Denmark  100%  100%  20%  19% Estonia  47%  82%  0%  0% Finland  5%  9%  0%  2% France  88%  87%  11%  8% Germany  61%  72%  31%  61% Greece  100%  100%  4%  4% Hungary  100%  100%  7%  6% Ireland  26%  2%  3%  3% Italy  74%  75%  0%  0% Latvia  94%  96%  13%  11% Lithuania  96%  99%  40%  39% Luxembourg  100%  100%  28%  30% Macedonia  100%  100%  10%  0% Malta 

 100%    0% 

Republic of Moldova  100%  100%  2%  0% Netherlands  92%    79% 

 

Norway  

2%    6% Poland 

 71%    52% 

Portugal  100%  100%  3%  3% Romania  97%  100%  3%  3% Russia  40%  67%  12%  6% Serbia  100%  100%  23%  15% Slovak Republic  97%  100%  12%  11% Slovenia  88%  100%  2%  0% Spain  100%  100%  1%  1% Sweden  50%  14%  12%  6% Switzerland 

 61%    20% 

Ukraine  100%  100%  2%  3% United Kingdom 

 21%    21% 

TOTAL  78%  70%  11%  12% 

 

   

Page 9: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

9  

Exceedances of critical loads in 2030 

The updates of the critical loads do not only influence the earlier computed extent to which ecosystems faced excess 

deposition in the past, but they also affect the assessment of the remaining threats to ecosystems in the future. For 

this purpose, exceedances were calculated using 2030 depositions of sulphur and nitrogen and both the 2012 and 

2017 critical loads databases, respectively (see Figure 8 to Figure 11, Table 6 to Table 7). Emissions are those of the 

baseline projection of the EU Clean Air Outlook 2017 (Amann et al. 2017) assuming compliance of all EU Member 

States with the recent NEC Directive, and timely implementation of all national current emission control legislation in 

the other countries. For reference, emissions are presented in Table 4 and Table 5. 

 

Table 4: Emissions for the non‐EU countries, 2005 and the baseline projection 

  SO2  NOx  PM2.5  NH3  VOC 

  2005  2030  2005  2030  2005  2030  2005  2030  2005  2030 

Albania  12  6  28  28  10  8  16  24  30  20 

Belarus  82  64  199  148  61  65  91  117  229  153 

Bosnia‐H  223  35  58  29  23  16  16  24  40  27 

FYR Maced.  117  33  33  21  14  9  8  7  19  17 

R Moldova  7  2  31  19  15  14  15  16  33  26 

Norway  33  32  198  101  35  21  23  24  201  99 

Russia  1721  1512  2796  1767  722  652  510  481  2491  1562 

Serbia  422  48  138  65  72  46  57  37  112  78 

Montenegro  19  1  8  4  10  6  2  2  16  12 

Kosovo  72  10  36  15  11  9  5  4  20  17 

Switzerland  15  10  93  41  10  11  60  54  112  73 

Turkey  1529  850  883  686  403  448  308  531  648  456 

Ukraine  1164  521  895  576  411  354  253  291  610  342 

Sum  5416  3124  5396  3500  1798  1658  1365  1611  4562  2882 

 

The  overall  patterns  of  exceedances  in  2030  is  similar  to  the  ones  in  2005,  but  due  to  the  emission  reductions 

exceedances retract  to a smaller area, with  the biggest reductions discernible  in Central Europe. As noted above, 

exceedances of CLs from the 2017 database are somewhat bigger (see also Table 6). In both cases (2012 and 2017 CL 

database), particularly large improvements occur for acidification, which will remain a problem in 2030 in only a few 

areas in Europe. However, eutrophication remains a substantial problem, underlining the need for further nitrogen 

emission reductions. 

Page 10: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

10  

Table 5: GAINS estimates of 2005 emissions, the emission reduction requirements (ERRs) of the NEC Directive, and the resulting emission ceilings in 2030 (relative to the GAINS estimates for 2005) 

  GAINS estimates for 2005 (kilotons)  Emission reduction requirements (ERRs)  Resulting emission ceilings for 2030 (kilotons)   SO2  NOx  PM2.5  NH3  VOC  SO2  NOx  PM2.5  NH3  VOC  SO2  NOx  PM2.5  NH3  VOC Austria  26  229  21  66  145  41%  69%  46%  12%  36%  16  71  11  58  93 Belgium  143  304  38  69  145  66%  59%  39%  13%  35%  49  125  23  60  94 Bulgaria  778  178  38  40  128  88%  58%  41%  12%  42%  93  75  22  35  74 Croatia  59  79  42  38  97  83%  57%  55%  25%  48%  10  34  19  29  50 Cyprus  38  22  3  6  11  93%  55%  70%  20%  50%  3  10  1  5  6 Czech Rep.   207  278  38  84  207  66%  64%  60%  22%  50%  70  100  15  66  104 Denmark  26  180  27  77  110  59%  68%  55%  24%  37%  11  57  12  58  70 Estonia  76  40  15  10  29  68%  30%  41%  1%  28%  24  28  9  10  21 Finland  69  183  37  39  126  34%  47%  34%  20%  48%  46  97  24  31  66 France  449  1381  260  753  1203  77%  69%  57%  13%  52%  103  428  112  655  578 Germany  471  1431  125  671  1157  58%  65%  43%  29%  28%  198  501  72  477  833 Greece  541  403  59  58  263  88%  55%  50%  10%  62%  65  181  30  52  100 Hungary  42  156  42  79  122  73%  66%  55%  32%  58%  11  53  19  54  51 Ireland  74  139  18  103  67  85%  69%  41%  5%  32%  11  43  11  98  46 Italy  410  1192  168  434  1206  71%  65%  40%  16%  46%  119  417  101  364  651 Latvia  9  41  22  17  48  46%  34%  43%  1%  38%  5  27  13  17  29 Lithuania  31  50  20  33  69  60%  51%  36%  10%  47%  12  25  13  30  37 Luxembourg  2  56  3  6  11  50%  83%  40%  22%  42%  1  10  2  5  7 Malta  11  9  1  2  4  95%  79%  50%  24%  27%  1  2  0  1  3 Netherlands  65  359  23  152  175  53%  61%  45%  21%  15%  30  140  12  120  149 Poland  1170  784  248  314  587  70%  39%  58%  17%  26%  351  478  104  260  434 Portugal  178  245  58  53  197  83%  63%  53%  15%  38%  30  91  27  45  122 Romania  609  333  136  194  347  88%  60%  58%  25%  45%  73  133  57  145  191 Slovakia  92  88  40  32  76  82%  50%  49%  30%  32%  17  44  20  23  51 Slovenia  41  50  12  20  43  92%  65%  60%  15%  53%  3  18  5  17  20 Spain  1274  1468  135  500  799  88%  62%  50%  16%  39%  153  558  68  420  487 Sweden  36  195  30  63  202  22%  66%  19%  17%  36%  28  66  25  53  129 UK  707  1541  119  314  1061  88%  73%  46%  16%  39%  85  416  64  264  647 EU‐28  7634  11415  1776  4228  8635  79%  63%  49%  19%  40%  1618  4228  889  3451  5142 

 

Page 11: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

11  

Eutrophication 

 

Figure 8: Percentage of total ecosystems area where nitrogen deposition exceeds the critical loads for eutrophication for the 2030 baseline emission projection; left panel: 2012 CL database, right panel: 2017 CL database 

 

Figure 9: Percentage of the protected areas (e.g., Natura2000) where nitrogen deposition exceeds the critical loads for  eutrophication  for  the  2030  baseline  emission  projection;  left  panel:  2012  CL  database,  right  panel:  2017  CL database 

 

Page 12: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

12  

Acidification 

 

Figure 10: Percentage of total ecosystems area where acid deposition exceeds the critical loads for acidification for the 2030 baseline emission projection; left panel: 2012 CL database, right panel: 2017 CL database 

 

Figure  11:  Percentage  of  protected  areas  (e.g.,  Natura2000)  where  acid  deposition  exceeds  the  critical  loads  for acidification for the 2030 baseline emission projection; left panel: 2012 CL database, right panel: 2017 CL database 

 

 

Page 13: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

13  

Table  6:    Percentage  of  ecosystems  areas where  deposition  exceeds  the  critical  loads  for  the  2030  baseline emission projection, comparing the 2012 and 2017 CL data bases 

  Eutrophication  Acidification 

  2012 CL  2017 CL  2012 CL  2017 CL Albania  81%  82%  0%  0% Austria  33%  32%  0%  0% Belarus  100%  100%  3%  3% Belgium  0%  1%  0%  1% Bosnia & Herzegovina  65%  70%  1%  1% Bulgaria  20%  90%  0%  0% Croatia  76%  83%  0%  0% Cyprus  100%  100%  0%  0% Czech Republic  70%  95%  24%  15% Denmark  99%  99%  1%  1% Estonia  13%  23%  0%  0% Finland  2%  1%  0%  0% France  69%  72%  2%  2% Germany  39%  65%  2%  23% Greece  92%  93%  0%  0% Hungary  68%  79%  2%  2% Ireland  10%  3%  0%  0% Italy  37%  41%  0%  0% Kosovo    47%    0% Latvia  66%  81%  1%  1% Lithuania  88%  96%  25%  21% Luxembourg  96%  100%  8%  5% Macedonia, FYR  63%  67%  0%  0% Malta  97%    0% Republic of Moldova  96%  95%  0%  0% Montenegro  52%    0% Netherlands  83%  68%  59%  84% Norway    3%  2%  4% Poland  53%  50%  9%  10% Portugal  95%  99%  0%  0% Romania  91%  93%  0%  0% Russia  37%  37%  0%  1% Serbia  64%  81%  0%  0% Slovak Republic  85%  89%  1%  1% Slovenia  12%  85%  0%  0% Spain  96%  97%  0%  0% Sweden  17%  10%  5%  3% Switzerland  61%  42%  3%  10% Ukraine  100%  100%  0%  0% United Kingdom  18%  6%  1%  1% TOTAL  47%  54%  1%  3% 

 

Page 14: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

14  

Table 7:  Percentage of the area of ecosystems under protection (e.g., Natura2000) where deposition exceeds the critical  loads for the 2030 baseline emission projection, comparing the 2012 and 2017 CL data bases. Missing numbers mean that no ecosystems have been marked as protected/Natura2000 in the submissions to CCE. 

  Eutrophication  Acidification 

  2012 CL  2017 CL  2012 CL  2017 CL Albania  91%  65%  0%  0% Austria 

 32%    0% 

Belarus  100%  100%  5%  0% Belgium 

 29%   

 

Bulgaria  

88%    0% Croatia  70%  64%  4%  1% Cyprus  100%  100%  0%  0% Czech Republic  60%  92%  22%  15% Denmark  99%  99%  1%  0% Estonia  20%  28%  0%  0% Finland  1%  1%  0%  1% France  65%  66%  2%  2% Germany  39%  56%  2%  21% Greece  94%  93%  0%  0% Hungary  69%  78%  0%  0% Ireland  12%  1%  0%  0% Italy  34%  37%  0%  0% Latvia  69%  79%  3%  2% Lithuania  89%  96%  28%  22% Luxembourg  93%  100%  16%  10% Macedonia  79%  100%  0%  0% Malta 

 94%    0% 

Republic of Moldova  91%  94%  0%  0% Netherlands  83%    59% 

 

Norway  

0%    2% Poland 

 45%    8% 

Portugal  96%  99%  1%  1% Romania  87%  91%  0%  0% Russia  21%  63%  0%  0% Serbia  78%  100%  3%  0% Slovak Republic  81%  87%  1%  1% Slovenia  10%  80%  0%  0% Spain  97%  97%  0%  0% Sweden  20%  10%  5%  2% Switzerland 

 42%    10% 

Ukraine  100%  100%  0%  0% United Kingdom 

 7%    1% 

TOTAL  58%  55%  2%  3% 

 

   

Page 15: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

15  

Conclusions 

As  the perhaps most  striking observation,  the 2017 updates  to  the  critical  loads databases  confirm and even 

strengthen the key policy conclusions from the analyses that have been conducted before based on the 2012 

critical  loads databases. Current  levels of nitrogen deposition are a major  threat  to  the diversity of European 

ecosystems, with even higher exceedances of the critical loads emerging from the new data. In 2005, nitrogen 

deposition exceed the critical loads for eutrophication in 67% of the total ecosystems area in Europe, compared 

to 61% that have been estimated before. For the EU‐28, the percentage increases from 67% to 81%.  

Along the earlier findings, significantly less ecosystems in Europe remain threatened by acidification, while also 

here the absolute numbers are now higher than computed before. 

These  less  optimistic  evaluations  persist  also  for  the  baseline  projections  for  2030.  Despite  the  expected 

improvements, 54% of all European ecosystems will suffer from excess nitrogen deposition (and 66% in the EU‐

28), compared to 47% and 49%, respectively, that emerge from the 2012 data. 

Spatial  patterns  are  similar  in  both  cases.  (Substantial)  exceedances  of  CLs  of  eutrophication  occur  almost 

everywhere  except  in  (northern)  Fennoscandia,  Scotland  and  (western)  Ireland.  In  contrast,  the  much  less 

extensive exceedances of acidity CLs are concentrated in central Europe and the North Sae/Atlantic coast. 

 

Figure 12: Percent of ecosystems area at which nitrogen deposition exceeds the critical loads for eutrophication, based on the 2017 and 2012 critical loads databases 

 

Figure 13: Percent of ecosystems area at which nitrogen deposition exceeds the critical loads for eutrophication, based on the 2017 and 2012 critical loads databases 

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

2005 2030 2005 2030

Percen

t of ecosystem

s area

2017 CL 2012 CL

All Europe                                             EU‐28

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

2005 2030 2005 2030

Percen

t of ecosystem

s area

2017 CL 2012 CL

All Europe                                             EU‐28

Page 16: The 2017 critical loads data: Differences to earlier ...€¦ · Assessment Modelling (CIAM) and their incorporation into the Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies

16  

References 

Amann M, Anderl M, Borken‐Kleefeld J, et al (2017) Progress towards the achievement of the EU’s air qualit and 

emission objectives. International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Austria 

Amann, M., Bertok I., Borken‐Kleefeld, J., et al (2015) Adjusted historic emission data, projections, and optimized 

emission reduction targets for 2030 ‐ A comparison with COM data 2013.          Part A: Results for EU‐28 ‐ TSAP#16A 

Version 1.1. IIASA 

Hettelingh J‐P, Posch M, Slootweg J (2017) European critical loads: database, biodiversity and ecosystems at risk: 

CCE Final Report 2017. Coordination Center for Effects, RIVM, Bilthoven, The Netherlands 

Posch M, Hettelingh J‐P, Slootweg J (2011) Modelling critical thresholds and temporal changes of geochemistry 

and vegetation diversity: CCE Status Report 2011. Coordination Centre for Effects, Bilthoven, Netherlands 

 

 

 

 

 

Disclaimer 

The  views  and  opinions  expressed  in  this  paper  do  not  necessarily  represent  the  positions  of  IIASA  or  its 

collaborating and supporting organizations.