المحرر: بافلو كاسومينوس

نماذج المناخ
الحفاظ على التراث
ضرر البناء
تقييم الأثر
عدم اليقين المناخي
الجرعة والاستجابة

بإعطاء الأولوية لقرارات صيانة التراث الثقافي في المناطق التي سيزداد فيها الضرر. بعيدًا عن الأضرار المحاكية التي لا تزال محدودة الاستخدام، نحث على مزيد من الدراسات الحملة لتحديد الضرر الحقيقي في الموقع في مواقع المناخ المختلفة للتحقق أو بناء أفضل المعادلات.

لقد انعكست عواقب تغير المناخ في أنظمة اجتماعية واقتصادية مختلفة في جميع أنحاء العالم (رياهاي وآخرون، 2011). واحدة من الأنظمة التي تم دراستها بشكل ضعيف هي التراث الثقافي المبني في الهواء الطلق، الذي يتعرض مباشرة للظروف الجوية ويكون عرضة للتغيرات المناخية. وفقًا لأحدث تقرير للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، فإن العديد من التغيرات في نظام المناخ أصبحت أكثر انتشارًا بشكل مباشر مرتبط بالاحترار العالمي، وهذا ينعكس في زيادة، على سبيل المثال، في تكرار وشدة الظروف الحارة، وهطول الأمطار الغزيرة، وغيرها من التأثيرات على أنظمة البناء (IPCC، 2023). بالإضافة إلى هذه التأثيرات، تؤثر الخسائر الثقافية على القدرات التكيفية، وفي هذا السياق، فإن الممارسات الثقافية المتعلقة بالطبيعة والتعبيرات الثقافية المرتبطة ببناء المنازل والمجتمعات والسكان واستخدام المواد الطبيعية والمقاومة تُفقد بشكل لا يمكن استرداده.

في تقرير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ لعام 2021، هناك فقط بيانان عامان حول التراث الثقافي، وخاصة حقيقة أن “الدراسات قد وصفت (…) خدمات المناخ لدعم التراث الثقافي” (IPCC، 2021). ولكن في تقرير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ لعام 2022، هناك المئات من الإشارات إلى التراث الثقافي ولكن لا شيء عن المواد المبنية ولا الكمية، على سبيل المثال (IPCC، 2022)، “تغير المناخ يدمر الأرشيفات الطبيعية الفريدة ومواقع التراث الثقافي المهمة”، بسبب “الفيضانات وارتفاع مستوى سطح البحر” و”التآكل والمياه المالحة.” يشير المؤلفون إلى أن “هناك حاجة إلى مزيد من البحث، ومع ذلك، خاصة على التراث الثقافي، والأماكن ذات الأهمية الروحية، وفي البلدان ذات الدخل المنخفض” و”يفتقر التراث الثقافي الأوروبي بشكل عام ومواقع التراث العالمي بشكل خاص إلى استراتيجيات التكيف للحفاظ على الأصول الثقافية الرئيسية.” (ماسون ديلموت وآخرون، 2021). وهذا يبرز الحاجة الخاصة للبحث في تأثير تغير المناخ على التراث الثقافي المبني، خاصة في سياق زيادة الظواهر المناخية المتطرفة (أور وآخرون، 2021). لقد زادت المخاوف العالمية مؤخرًا بشأن استراتيجيات الحماية ضد الأحداث المناخية التي يمكن أن تضر أو تدمر هذا التراث (اليونسكو، 2006).

علاوة على ذلك، يمكن أن تؤدي التأثيرات المشتركة لتغيرات درجات الحرارة، وهطول الأمطار، ورطوبة الجو، وشدة الرياح، وتركيز بعض الملوثات الجوية التي تترسب بآليات مختلفة على أسطح المباني، والتماثيل، والنُصب، وأي بناء آخر إلى إلحاق ضرر كبير بمواد البناء (سيسانا وآخرون، 2021). بناءً على هذه المخاوف ولتحديد التأثير المحتمل الذي قد تحدثه العوامل البيئية على التراث الثقافي، طور مؤلفون مختلفون صيغ الجرعة والاستجابة للتنبؤ بهذا التأثير، من خلال تقدير الضرر، وطبق العديد منهم هذه الصيغ في ظروف مختلفة سابقة، حالية، ومستقبلية للتنبؤ بالضرر تحت سيناريوهات مختلفة. صنف سيسانا وآخرون (2021) تأثير تغير المناخ على التراث الثقافي إلى ثلاث فئات رئيسية: (1) تأثير التغيرات التدريجية في المناخ على التراث الثقافي في الهواء الطلق، (2) تأثير التغيرات التدريجية في المناخ على التراث الثقافي الداخلي والمجموعات، و(3) تأثير التغيرات في البيئة الفيزيائية الطبيعية على التراث الثقافي. أظهروا أن القليل من الدراسات قد قيست التأثير ولكن معظمها وصفت فقط الضرر الناتج عن تغير المناخ في الهواء الطلق بناءً على تحليل نوعي.

خلص أور وآخرون (2021) إلى أن البحث في تأثير المناخ على التراث الثقافي في الهواء الطلق، فضلاً عن دراسة مواقع التراث والمباني الفردية والنُصب، قد ركز على أوروبا. كانت طرق البحث المستخدمة تعتمد بشكل رئيسي على الأساليب الكمية واستخدام الأدبيات والبيانات الثانوية، على سبيل المثال، كانت التقنيات الأكثر استخدامًا في هذه الدراسات هي النمذجة ( )، البحث الميداني أو المختبري ( )، والاستشعار عن بعد/نظم المعلومات الجغرافية (15%). كما حددوا زيادة في عدد الأوراق التي تحدد الحواجز أمام تقليل تأثير تغير المناخ على التراث الثقافي وتدمج هذه القضية في إجراءات التخفيف والتكيف. تشير هذه الحواجز من المنظور الفني إلى
(1) الحواجز المنهجية، (2) نقص الفهم لتعقيد تأثير تغير المناخ، و(3) تحديات الحفظ.

بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من وجود أبحاث كبيرة حول هذا، خاصة في أوروبا، هناك مخاوف جدية بشأن الطريقة التي يتم بها التعامل حاليًا مع السياسات الداخلية وبالتالي إدارة التراث الثقافي (فالاغوسا وآخرون، 2021). في الوقت الحاضر، “تميل سياسات وقوانين التراث الثقافي إلى عكس قضايا تغير المناخ أكثر من العكس” (المفوضية الأوروبية. المديرية العامة للتعليم والشباب والرياضة والثقافة، 2022). وهذا يشير إلى أن هناك حاجة إلى تغيير في البحث العلمي، ولكن أيضًا تغيير في تطبيق السياسات والقوانين لحماية التراث الثقافي.

نظرًا لهذه الفجوات البحثية، هنا، نهدف إلى إجراء تحليل كمي لتأثير تغير المناخ على تآكل مواد التراث الثقافي باستخدام واحدة من أكثر الطرق استخدامًا في الأبحاث حول هذا الموضوع: صيغ الجرعة والاستجابة. تم تصميم هذه الصيغ لمواد معينة مثل الرخام والحجر الجيري (بونازا وآخرون، 2009أ)، والتي تعتبر واحدة من أكثر الأحجار استخدامًا في بناء المباني التراثية الثقافية.

أولاً، قمنا بإجراء مراجعة متقدمة لأحدث الأبحاث حول الأضرار البيئية الموجودة وصيغ الجرعة والاستجابة المرتبطة بها، عند توفرها. ثم قمنا بتحليل حساسية صيغ الجرعة والاستجابة لتغيرات عوامل المناخ وتلوث الهواء تحت سيناريو الأعمال كالمعتاد SS5-RCP8.5 المقترح من قبل الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ. وأخيرًا، قمنا بتقييم منهجيات ونماذج الحالية المستخدمة لتقدير آثار المناخ وتلوث الهواء على مواد التراث الثقافي المبني.

نتيجة لذلك، تهدف هذه الأبحاث إلى الإجابة على الأسئلة العلمية التالية.

ركزت الحالة الحالية على تحليل الأضرار الرئيسية التي يمكن قياسها في مواد مثل الحجر الجيري والرخام وأنواع أخرى من الأحجار، المستخدمة عادة في بناء ما يعرف حاليًا بالتراث الثقافي والتي تتنوع بشكل كبير في مواقع SCORE، من خلال صيغ الجرعة والاستجابة والتي تحتوي على معايير مناخية و/أو معايير تتعلق بالتلوث الجوي. وبالتالي، مع الأخذ في الاعتبار المراجعة الحالية، تم تجميع الأضرار وفقًا للضغط الرئيسي.

واحدة من الأسباب الرئيسية المبلغ عنها للأضرار التي تلحق بمواد التراث الثقافي المبني هي هطول الأمطار (سيسانا وآخرون، 2021). يمكن أن يتسبب زيادة هطول الأمطار في تشبع التربة وزيادة الحمل على المزاريب وأنابيب التصريف وبالتالي زيادة خطر تسرب الرطوبة في المواد التاريخية (سابيوني وآخرون، 2008). يمكن أن يتسبب زيادة هطول الأمطار أيضًا في زيادة ترسب الملوثات على الأسطح والمساهمة في تسربها إلى مسام مواد البناء (كاموفو، 2019).

تشمل آثار هطول الأمطار أيضًا زيادة في النشاط البيولوجي، ومن المهم جدًا، على الرغم من عدم اعتباره في هذا العمل، زيادة
خطر الفيضانات، الذي يضر بلا شك بالتراث الثقافي (هاوغن وماتسون، 2011). إذا اعتبرنا زيادة هطول الأمطار مع زيادة تركيزات الملوثات الجوية، فقد يزيد ذلك من الأضرار بسبب ترسب الملوثات التي تساهم في تآكل المادة أو فقدان المادة بسبب زيادة الأمطار الحمضية، والتي ترتبط مباشرة بتآكل المادة (سيسانا وآخرون، 2021).

عند الحديث عن تأثير هطول الأمطار على التراث الثقافي، من المهم ملاحظة أن هناك طريقتين لحدوث الأضرار: الأولى هي الأضرار المباشرة مثل التآكل الميكانيكي أو النقع، والثانية هي الأضرار غير المباشرة مثل دورات التجمد والذوبان، والتآكل الكيميائي، والانحلال البيولوجي (وانغ وآخرون، 2022). بعبارة أخرى، يمكن أن يزيد التجمد من الضغط الداخلي الناتج عن الماء داخل المادة المسامية ويضر بهيكل التراث الثقافي (غروسي وبرمبلكومب، 2007). يمكن أن تسرع زيادة هطول الأمطار، خاصة في مناخ أكثر دفئًا، من تراجع السطح للمواد الزجاجية والأحجار الكربونية (غروتوفت، 2011؛ كاموفو، 2019)، ويمكن أن تسرع التقلبات في هطول الأمطار ودرجة الحرارة من نمو الميكروبات على أسطح المواد الحجرية أو الخشبية (بيتيز وآخرون، 2005). يمكن أن تدمر أحداث هطول الأمطار الشديدة، بما في ذلك مياه العواصف، وزيادة العواصف، والفيضانات، المواقع التراثية الخارجية الهشة (فو وآخرون، 2022)، وأخيرًا، حتى هطول الأمطار العادي له تأثير سلبي بطيء ولكنه مستمر على هيكل التراث من خلال دورات الملح والرطوبة الشعرية (كورتيس، 2016).

تعتمد الأضرار الناجمة عن هطول الأمطار على مقاومة الماء، وبنية المسام، وتركيب المواد، وخصائص أخرى للمواد (وانغ وآخرون، 2022). أما بالنسبة للأضرار مثل تآكل الأحجار، فإن تراجع أسطح الأحجار الكربونية يعود إلى هطول الأمطار وترسب الملوثات الجوية مثل و ، بالإضافة إلى زيادة وزيادة تركيزات الأمطار الحمضية التي تؤثر مباشرة على التراث الثقافي (سيسانا وآخرون، 2021).

آلية أخرى تولد أنواعًا مختلفة من الأضرار مثل تراكم الكتلة الحيوية (الصيغة 7 في الجدول 1)، وتحلل الطحالب، وتحلل الطحالب على الأحجار هي النمو البيولوجي، الذي يرتبط بهطول الأمطار، والرطوبة، ودرجة الحرارة (سيسانا وآخرون، 2021). بشكل عام، تتسبب الأضرار في الاستعمار البيولوجي الذي يتكون من انسداد بصري ونباتات فوقية، وطحالب، وعفن، وطحالب، وطحالب (بونومو وآخرون، 2020).

تؤدي الميكروبات التي تلعب دورًا محتملاً في عمليات التدهور البيولوجي للمواد غير العضوية إلى تدهور المواد من خلال عدة طرق (جوزيف، 2021): (i) التدهور الفيزيائي، حيث تتأثر بنية المادة بنمو الميكروبات (مثل، الكسر الفيزيائي أو الميكانيكي)؛ (ii) التدهور الجمالي بسبب التلوث؛ و(iii) التدهور الكيميائي وتحولات المعادن والمعادن بسبب إفراز المستقلبات أو مواد أخرى مثل الأحماض التي تؤثر سلبًا على الخصائص الهيكلية للمادة (مثل، زيادة المسامية، وضعف المصفوفة المعدنية، ذوبان المعادن وتكوين المعادن الحيوية، والتآكل البيولوجي للمعادن والسبائك).

ما يسمى بالتعدين الحيوي أو التمعدن المستحث بيولوجيًا هو العملية التي تحفز فيها النشاط البيولوجي ترسيب وتراكم المعادن (جوزيف، 2021). إنه نتيجة لتمثيل الكائنات الحية. تشمل المعادن التي تنتجها الأغشية الحيوية والطحالب هيدروكسيدات الحديد، والمغنتيت، وأكاسيد المنغنيز، والطين، والسيليكا غير المتبلورة، والكربونات، والفوسفات، والأوكسالات، وما إلى ذلك.

يتم قياس هذا الضرر بطريقة أكثر تحديدًا مع الأخذ في الاعتبار تكوين الميكروبات ونمو المواد البيولوجية على التراث الثقافي المبني. تعتمد هذان الظاهرتان على الظروف المناخية للمنطقة، بالإضافة إلى درجة حموضة الأمطار، والتعرض للضوء، والخصائص الفيزيائية للمادة (لولي وبيرتولين، 2018). ومع ذلك، قد تسمح بعض الظروف أو نطاقات درجات الحرارة، وهطول الأمطار، والرطوبة بتقدير تراكم الكتلة الحيوية، حيث يعتمد معدل النمو على الظروف المناخية (لولي وبيرتولين، 2018). يمكن أيضًا تقدير تراكم الكتلة الحيوية، الذي يعتبر تراكم الكربون العضوي على الأسطح، من
درجة الحرارة وهطول الأمطار باستخدام الوظيفة التي طورها غوميز بوليا وآخرون (2012) (سيانتيللي وآخرون، 2018).

على الرغم من أن دراسة سيسانا وآخرون (2021) لا تذكر الرطوبة النسبية كعامل منفصل عن هطول الأمطار الذي يؤثر على الأضرار التي تلحق بالتراث الثقافي الخارجي، إلا أنه من المهم جدًا أخذها في الاعتبار لأن العديد من صيغ الجرعة والاستجابة تستخدم هذه المتغيرات للتنبؤ بالأضرار. على سبيل المثال، أظهرت دراسة غروتوفت وكاسار (2020) أن ترسب الملح في الحجر الجيري وتغيرات أحداث تبلور الملح بسبب تقلبات الرطوبة النسبية تؤدي إلى مزيد من التغيرات في شيخوخة الحجر مقارنة بتغيرات تلوث الهواء.

الرطوبة النسبية تهديد حرج للمواد التراثية. من المهم أن نأخذ في الاعتبار تباينها على المدى الطويل عند النظر في الأضرار في الماضي وما قد يحدث تحت مناخ متغير في المستقبل. يمكن أن تعزز الرطوبة العالية تآكل المعادن ونطاق أوسع من التأثيرات من خلال تعزيز ترسيب الملوثات والتفاعلات الكيميائية (بريمبلكومب، 2013). تؤثر الرطوبة على التراث الثقافي الداخلي والخارجي، مما يساهم في أنواع مختلفة من الأضرار، خاصة نمو المواد العضوية وتدهور بعض المواد مثل الخشب والورق، التي توجد في الغالب داخل المتاحف والمكتبات، إلخ.

الحد الفاصل بين تآكل المواد وتآكل السطح رقيق جداً. يذكر العديد من المؤلفين أن التأثير المرتبط بالغازات، التي تزيد من تآكل الغلاف الجوي، هو تآكل المواد (فيدال وآخرون، 2019). أيضاً، تستخدم معظم صيغ الجرعة والاستجابة (الصيغ 1-4 في الجدول 1) ثلاثة ملوثات جوية رئيسية لقياس تآكل الحجر.

يمكننا إضافة ثاني أكسيد الكربون ( ) إلى القائمة، والذي، على الرغم من عدم تضمينه في صيغ الجرعة والاستجابة، مرتبط مباشرة بزيادة أو انخفاض الأمطار الحمضية. ليس فقط ملوثاً ولكن أيضاً غازاً مغيراً للمناخ، من بين أمور أخرى؛ فإن من الهواء الذي يذوب في مياه الأمطار يجعل الأمطار أكثر حمضية قليلاً [حمض الكربونيك ]. إذا أصبحت الأمطار أكثر حمضية، فإنها تساهم في تآكل المواد (فيت وآخرون، 2014). تتفاعل مياه الأمطار مع المواد التي تتكون إلى حد كبير من كربونات الكالسيوم ( ); المثال الأكثر شيوعاً هو الحجر الجيري، الذي يحول كربونات الكالسيوم القابلة للذوبان قليلاً إلى بيكربونات الكالسيوم القابلة للذوبان أكثر ( ). يتم غسل هذا، مما يتسبب في تآكل المادة، وهو ما يسمى تأثير الكارست (سبيتزانو، 2021).

في دراسة تأثير تلوث الهواء على العناصر الحجرية، بالإضافة إلى الآليات الفيزيائية المتعلقة بالاحتكاك الناتج عن الجسيمات الجوية، قد تكون التغيرات الكيميائية السبب الرئيسي لتدهور الحجر المرتبط بالتلوث (وانغ وآخرون، 2022). لدراسة هذا الضرر، تم استخدام معادلة تآكل السطح للحجر الجيري البورتلاندي عدة مرات (سبيتزانو، 2021)، انظر الصيغة 3 في الجدول 1.

تستخدم صيغ الجرعة والاستجابة متوسطات سنوية لتركيزات الملوثات الجوية والمعلمات المناخية كبيانات إدخال وتعيد القيم السنوية المتوسطة للتآكل. يمكن التعبير عن معدل التآكل المترية من حيث تآكل السطح أو عمق التآكل ، والذي يُعرف بأنه إزاحة نقطة على السطح المتآكل من موقعها الأصلي على السطح غير المتآكل (نقطة المرجع). يتم التعبير عن معدلات التآكل أيضاً من حيث فقدان الكتلة ( ) (سبيتزانو، 2021).

مثال على تطبيق صيغة الحجر الجيري البورتلاندي موجود في ورقة دي ماركو وآخرون. (2017). قاموا بنمذجة تآكل الحجر الجيري في إيطاليا للسنوات 2003 و2005 و2007 و2010 ووجدوا أن التآكل في هذه الفترة انخفض لأن تركيزات الملوثات المختلفة انخفضت بسبب تدابير التخفيف (أي تقليل الملوثات الجوية وغازات الدفيئة).

أظهرت دراسات مختلفة أن التآكل في التراث الثقافي المبني في الهواء الطلق سينخفض بسبب انخفاض تركيزات الملوثات الجوية (دي ماركو وآخرون، 2017؛ بريمبلكومب وغروسي، 2010)، ولكن من المهم أن نذكر أن هذه الدراسات أجريت في الغالب في أوروبا كما ذكر سيسانا وآخرون (2021) في مراجعتهم المنهجية. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر أوروبا المنطقة السائدة في البحث عن تغير المناخ والتراث الثقافي مع 86 مقالة من أصل 165 (52.1%) من 2016 إلى 2020 (أور وآخرون، 2021)، حيث كانت السياسات المتعلقة بتخفيف تغير المناخ والتكيف أكثر فعالية، وهو ما قد لا يكون الحال في التراث الأثري في إفريقيا وآسيا وأمريكا الجنوبية (أور وآخرون، 2021). يمكن دراسة هذا التأثير بشكل أكبر مع الأخذ في الاعتبار أن التآكل يسبب مشكلة مالية كبيرة في البنية التحتية والبناء والهندسة الميكانيكية والتراث الثقافي.

لذا، من الضروري فهم كيف يؤثر البيئة الجوية على مواد المباني التراثية الثقافية (دي ماركو وآخرون، 2017). تسبب مياه الأمطار تآكل السطح في الحجارة الكربونية من خلال ثلاث عمليات (بونازا وآخرون، 2009أ): (1) تأثير الأمطار النظيفة بسبب الأمطار عند في توازن مع الجوية (تأثير الكارست)، (2) تأثير الأمطار الحمضية الناتج عن الأمطار مع حموضة إضافية بسبب وجود حمض الكبريتيك والنيتريك، و(3) الترسيب الجاف للملوثات الغازية التي تحدث بين أحداث الهطول. تسبب عملية الضرر الناتجة تآكل السطح، الذي يعتمد مظهره بشكل وثيق على الأمطار واتجاه الرياح، والميكروستركتشر للمواد، وهندسة السطح.

لقياس تآكل السطح، تُستخدم دالة ليبفرت لأنها تعترف بالآليات الثلاث المذكورة سابقاً (تأثير الكارست، تأثير الأمطار الحمضية، والترسيب الجاف) ولأنها يمكن استخدامها مع بيانات مستقبلية لمشاريع مختلفة (بونازا وآخرون، 2009أ)؛ انظر الصيغة 1 في الجدول 1. في هذه الحالة، عند قياس كل من الآليات بشكل منفصل، يكون لتأثير الكارست تأثير أكبر على تآكل السطح بسبب هيكل الصيغة حيث يكون لتأثير الكارست معامل أكبر من تأثير الأمطار الحمضية، الذي انخفض على مر السنين، وترسيب الملوثات، التي انخفضت أيضاً تركيزاتها (بريمبلكومب وغروسي، 2008).

أخيراً، فيما يتعلق بالتأثير الناتج عن التآكل بشكل عام، فإن الظاهرة الأكثر شيوعاً التي يمكن ملاحظتها على المباني الحجرية والنُصب المعرضة للتلوث الجوي هي تراكم الملوثات على أسطحها، مما يسبب تكوين أسطح ذات لون داكن تُعرف باسم “القشور السوداء” (كوميتي وآخرون، 2021). تتكون هذه القشور من الجبس حيث يتم تضمين PM الجوي. يذكر غروسي وبريمبلكومب (2007) أن تأثير التلوث الجوي على الحجر قد تم دراسته مراراً وتكراراً، مما يظهر أن أحد التأثيرات الرئيسية هو التدهور الكيميائي للحجر واسوداد الحجر بسبب ترسيب هذا الملوث، وهو ناتج عن احتراق الوقود الأحفوري.

تسبب التمدد والانكماش الحراري التفاضلي لحبيبات المعادن والأحجار السطحية وتحت السطحية استجابة للإشعاع الشمسي على المواد في حدوث تفكك حبيبي وتقشر المواد (بونازا وآخرون، 2009ب). تم دراسة التمدد الحراري باستخدام العمل الميداني والتجارب المخبرية التي تحاكي عمومًا الظروف الجوية لمنطقة الدراسة (جيرميناريو وآخرون، 2015). تؤدي تقلبات درجات الحرارة المستمرة إلى دورات متكررة من التمدد والانكماش الحراري، مما يسبب إجهادًا ميكانيكيًا على المادة، والذي يختلف اعتمادًا على نوع الصخور وينعكس في التشققات الدقيقة للمادة.

فيما يتعلق بالإجهاد الحراري الذي قد تعاني منه المادة بسبب التغيرات في درجة حرارة الهواء وعوامل أخرى مثل هطول الأمطار والرطوبة النسبية جنبًا إلى جنب مع خصائص المادة، هناك دالة تحسب الإجهاد الحراري لوسط مرن موحد محصور في الاتجاه الأفقي وغير مقيد في الاتجاه العمودي باستخدام معامل يونغ، ومعامل التمدد الحراري، وسعة التغير الحراري (انظر المعادلة 9 في الجدول 1).

تستخدم هذه الدالة قيمًا ثابتة يمكن العثور عليها في الأدبيات وقيمة درجة الحرارة اليومية. في الوقت نفسه، تتيح لنا هذه الدالة تحديد ليس فقط الإجهاد الحراري الناتج ولكن أيضًا الإجهاد المستقبلي الذي قد يحدث باستخدام نماذج المناخ وتوقعات درجات الحرارة المستقبلية. يتم تقييم خطر الضرر من خلال مقارنة الإجهاد الحراري المحسوب والحمولة القصوى المستدامة للمادة (بونازا وآخرون، 2009ب).

تسمى الأمطار ذات المكون الأفقي للسرعة الناتجة عن الرياح بالأمطار المدفوعة بالرياح (المعادلة 8 في الجدول 1) (بلاكن وكارميليت، 2004)، وهي واحدة من العوامل الرئيسية المسؤولة عن تآكل السطح (إركال وآخرون، 2012). عادة ما تسبب تآكل السطح للمواد الحجرية، وانهيار و/أو تلف المباني والهياكل الأثرية، واحتكاك الرياح (سيسانا وآخرون، 2021). يعتبر تآكل السطح التأثير المدفوع بالرياح الأكثر دراسة لأنه نوع تدريجي وتراكمي من التأثير.

يمكن تحديد فقدان المواد السطحية من خلال نهج احتمالي لتمكين التغير وعدم اليقين ويعرف كدالة احتمالية للقيمة (الثقافية، الاجتماعية، والتاريخية)، والخطر، والضعف، والتعرض (إركال وآخرون، 2012). فيما يتعلق بالخطر، مع الأخذ في الاعتبار السيناريوهات المختلفة لتغير المناخ التابعة لـ IPCC، تميل بعض الظروف القصوى المرتبطة بهطول الأمطار إلى أن تكون أكثر تكرارًا، وبالتالي، يمكن أن يؤدي زيادة هطول الأمطار المدفوعة بالرياح إلى إضافة أضرار أخرى (نيك وآخرون، 2015).

فيما يتعلق بضعف المواد، تم حساب التأثير بشكل خاص للتراث الثقافي المصنوع من الأرض (لو وآخرون، 2019) وللصخور الجيرية. تعتبر بعض الدراسات أن ليس فقط شدة هطول الأمطار وسرعة الرياح ولكن أيضًا درجة الحرارة والرطوبة النسبية عوامل تساهم في زيادة أو تقليل تآكل المادة (دي أياالا وأكتاس، 2016). يعتمد التأثير أيضًا على موقع المبنى اعتمادًا على اتجاه الرياح في موقع الدراسة (التعرض)، مما يساهم في اختراق ليس فقط مياه الأمطار ولكن أيضًا الملوثات والجسيمات التي قد تكون في الغلاف الجوي، مما ينعكس في بعض أجزاء المبنى التي تتأثر أكثر من غيرها (مارتينيز-مارتينيز وآخرون، 2022).

أخيرًا، على الرغم من أنه لا يعتبر ضررًا مباشرًا، فإن مضاعف العمر الافتراضي (LM؛ المعادلة 6 في الجدول 1) يعتمد على الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة. يتم تعريفه على أنه “العمر الافتراضي المتوقع للمادة الخاضعة للظروف البيئية والعمر الافتراضي المتوقع في الظروف القياسية لـ و ” (لولي وبيرتولين، 2018). يعتبر كمؤشر خطر كيميائي: عندما ، ستتمتع المادة بعمر أقصر (معدل تدهور أعلى) مقارنة بالظروف القياسية بينما بالنسبة لـ ستدوم المادة لفترة أطول.

يسعى مشروع الحفاظ المستدام والترميم للتراث الثقافي المبني (SCORE) (http://www.score-project.net) إلى تحليل بشكل عام تطوير صيغ الجرعة والاستجابة الجديدة ونمذجة تغير المناخ، لدراسة تأثير تغير المناخ على التراث الثقافي المحلي في أوروبا والتراث الثقافي الأثري في المكسيك بشكل متكامل. في المشروع، تم دراسة ما مجموعه ثمانية أماكن، ستة في أوروبا واثنان في المكسيك، والتي تم إدراجها ووصفها بالتفصيل في الطرق التكميلية في المواد التكميلية.

يركز مشروع SCORE أبحاثه في منطقتين جغرافيتين ومناخيتين: التراث الثقافي المبني المحلي في أوروبا والمواقع الأثرية (850-1200 م) في شبه جزيرة يوكاتان (المكسيك). تختلف أنواع المناخ الرئيسية (أرن فيلد، 2020) في المناطق المختارة اختلافًا كبيرًا: الاستوائي (A) في أمريكا اللاتينية والمعتدل الدافئ (C) في أوروبا. وهذا يسمح لنا بدراسة سلوك ودوام مواد التراث الثقافي المبني في ظروف مناخية مختلفة.

يعتبر التراث الثقافي المبني المحلي محميًا بشكل أقل بكثير من المعالم من قبل التشريعات والاتفاقيات الوطنية والدولية، وبالتالي فهو أكثر عرضة للخطر. إنه معرض للظروف المناخية، وزيادة التلوث (الهواء والتربة والمياه) والتغيرات التي يحدثها الإنسان: التغيرات المعمارية، واستبدال المواد، إلخ. تمتلك المكسيك حوالي 25,000 موقع أثري ما قبل الإسبانية، مما يجعل حماية هذا القدر من التراث الثقافي المبني أمرًا صعبًا. في شبه جزيرة يوكاتان، تعرضت المواقع الأثرية التي لا تقتصر فقط على المباني ولكن أيضًا على النقوش الرائعة واللوحات الجدارية، لعقود من الزمن للطقس شبه الاستوائي للمنطقة (مثل الحرارة الشديدة وهطول الأمطار).

لتطبيق صيغ الجرعة والاستجابة لبيانات المناخ الماضية والمستقبلية، استخدمنا بيانات شهرية بدقة 30 -س ( ) من درجة الحرارة ( ) وهطول الأمطار (مم/شهر) من مجموعة بيانات WorldClim بين عامي 1990 و2020. بالنسبة لبيانات المناخ المستقبلية، استخدمنا توقعات المناخ المنقحة من CMIP6 من 2020 إلى 2100، وتم تصحيح الانحياز باستخدام WorldClim v2.1 كأساس للمناخ.

في كل موقع من مواقع SCORE، قمنا باستخراج درجة الحرارة (المتوسط، الحد الأدنى والحد الأقصى) وهطول الأمطار من نماذج الدورة العامة المتاحة المصححة للانحياز (GCMs) لفترات الحالية (2020-2040) والمستقبلية (2081-2100)، كمدخلات لصيغ الاستجابة للجرعة (القسم 2.4). استخدمنا المناخ المحاكى تحت سيناريو SS5-RCP8.5 الذي يصف مستقبلًا منخفضًا في التخفيف المناخي وتدابير اقتصادية اجتماعية عادية.

فيما يتعلق بالتقليص للنماذج، تم استخدام بيانات المناخ الملاحظة لوصف العلاقات بين المتغيرات المناخية على نطاق أوسع والمتغيرات المناخية السطحية المحلية. ثم تم تطبيق هذه العلاقات على مخرجات GCM تحت افتراض أن GCMs تعمل بشكل أفضل للمتغيرات المناخية على نطاق أوسع وأن العلاقات تظل صالحة في مناخ متغير. البيانات المستخدمة تم إنتاجها في البداية من خلال التغيير المتوقع في متغير مناخي. يتم حساب التغييرات المتوقعة كفرق بين مخرجات GCM لسنوات الأساس وللسنوات المستهدفة، أي السنوات المستقبلية التي سيتم محاكاة المناخ لها. يتم استيفاء هذه التغييرات إلى شبكة بدقة عالية ( ) .

تم استخراج ومعايرة معلمات تلوث الهواء الحالية اللازمة لتطبيق الصيغ 1-5 في الجدول 1 من القياسات اليومية من 2006 إلى 2021 في كل موقع (الوكالة الأوروبية للبيئة، 2023؛ شركة الطقس، 2023). أما بالنسبة للتوقعات المستقبلية، فإن القيم المستخرجة تتوافق مع القيم المتوسطة المتوقعة وكانت المنهجيات مستندة إلى المراجع المذكورة لكل مركب ولكل موقع: أيون الهيدروجين من شاه وآخرون (2020)، وثاني أكسيد الكبريت ( ) من الوكالة الأوروبية للبيئة (2023) وشركة الطقس (2023)، وحمض النيتريك من أكسوي أوغلو وآخرون (2020) وزينغ وآخرون (2008)، وجزيئات الغبار (PM ) من الوكالة الأوروبية للبيئة (2023) وشركة الطقس (2023). علاوة على ذلك، على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون ( ) ليس ضمن معلمات صيغ الاستجابة للجرعة، إلا أنه تم استخدامه لحساب التوقعات المستقبلية لدرجة الحموضة وعلاقتها بـ و (فيت وآخرون، 2014؛ رياحي وآخرون، 2011). جميع التغييرات المتوقعة في التلوث تتماشى مع بيانات المناخ المستقبلية المحاكية تحت سيناريو SS5-RCP8.5. ثم، بالنظر إلى متطلبات كل جرعة استجابة، تم تحويل الوحدات، إذا لزم الأمر، لضمان الحساب الصحيح لكل منها.

قام مؤلفون مختلفون بحساب تأثير تغير المناخ على التراث الثقافي باستخدام صيغ الاستجابة للجرعة التي تتضمن عادةً/تأخذ في الاعتبار المتغيرات المناخية، مثل هطول الأمطار، ودرجة الحرارة (الحد الأقصى، الحد الأدنى أو المتوسط)، وسرعة الرياح، بالإضافة إلى متغيرات تلوث الهواء، مثل تركيزات و كدالة لدرجة حموضة الأمطار، لتحديد تدهور المواد المختلفة.

تم تعريف صيغ الاستجابة للجرعة المختلفة باستخدام العلاقة الفيزيائية الكيميائية بين تدهور المادة وعوامل التدهور مثل التعرض البيئي (جيرنبرغ، 2004). تم بناء هذا البناء على تحليل الانحدار لتحديد كيف تؤثر العوامل البيئية على تدهور المواد، أي كيف أن المتغيرات المناخية
مثل هطول الأمطار، ودرجة الحرارة، وسرعة الرياح من بين أمور أخرى، بالإضافة إلى المتغيرات غير المناخية مثل تركيزات الملوثات الجوية، تولد أضرارًا لمواد البناء. لإقامة هذه العلاقات، تعرضت المواد لدراسات تجريبية في ظروف بيئية معينة وتم قياس نتيجة التدهور.

للحصول على قائمة بصيغ الاستجابة للجرعة الموجودة، قمنا بإجراء مراجعة ببليوغرافية في Science Direct وWeb of Science من 1995 إلى يونيو 2023 باستخدام كلمات رئيسية ومرادفات: قياس الأضرار، التراث الثقافي المبني، صيغ الاستجابة للجرعة، وتأثير تغير المناخ على التراث الثقافي. بعد حذف التكرارات، تم استخراج مقالات علمية (انظر الجدول التكميلي 1) بعد الفحص الأولي للعناوين والملخصات (يتم استبعاد جميع المقالات التي لا تتعلق بالتراث الثقافي المبني أو تأثير المناخ و/أو تلوث الهواء). بعد الفحص الأولي، اعتمدنا على استخراج المقالات التي تم فيها قياس الأضرار باستخدام صيغة الاستجابة للجرعة، خاصة ولكن ليس حصريًا للحجر الجيري، مع الأخذ في الاعتبار أنه أكثر مواد البناء استخدامًا في مواقع الدراسة. في هذا السياق، كانت معايير استبعاد وإدراج المقالات تعتمد على ما يلي: (i) صيغ الاستجابة للجرعة التي تتضمن معلمات مناخية مثل هطول الأمطار و/أو درجة الحرارة، (ii) صيغ الاستجابة للجرعة التي تتضمن معلمات تلوث الهواء، (iii) تطبيق الصيغة للحجر الجيري أو حجر كمادة بناء للتراث الثقافي، و (iv) دراسات حول التراث الثقافي الخارجي.

تم استخراج الصيغ المعروضة في الجدول 1 من هذه البحث ( 9) باستخدام معلمات مناخية و/أو تلوث الهواء. تتوافق الصيغ 1-5 مع تراجع السطح في الحجر الجيري، بينما تتوافق الصيغ 6-9 مع أنواع أخرى من الأضرار الناتجة في الأحجار بشكل عام، والأحجار السيليسية، والرخام، والحجر الجيري. لاحظ أن العديد من المقالات في الجدول التكميلي 1 تستخدم نفس الصيغ. تم استخدام المعلمات المناخية ومعلمات تلوث الهواء المحسوبة وفقًا للمنهجية لكل من صيغ الاستجابة للجرعة في الجدول 1.

حيث يمكننا أن نجد في الأحمر المعلمات التي تغيرت مع مرور الوقت وفي الأزرق تلك التي ظلت ثابتة.

لتحليل حساسية صيغ الاستجابة للجرعة للتغيرات المناخية المستقبلية، بما في ذلك هطول الأمطار، ودرجة الحرارة، وسرعة الرياح، بالإضافة إلى تركيزات بعض الملوثات الجوية، تم إجراء
مقارنة عند تطبيق الصيغ على سيناريوهين مختلفين (CLIM وALL). في السيناريو الأول (CLIM)، يتم حساب التغييرات في الأضرار استجابةً لتغير المناخ المستقبلي فقط (من الفترة التاريخية إلى 2081-2100)، مع الحفاظ على المعلمات المتعلقة بتلوث الهواء ثابتة. في السيناريو الثاني (ALL)، يتم حساب التغييرات في الأضرار استجابةً لكل من تلوث الهواء المستقبلي والمعلمات المناخية.

يسمح لنا ذلك بتحديد ما إذا كانت الأضرار تميل إلى الانخفاض أو الزيادة والمساهمة النسبية للعوامل البيئية (تلوث الهواء مقابل المناخ) اعتمادًا على موقع الاهتمام والصيغ المستخدمة. بالإضافة إلى ذلك، قمنا بتقييم قوة التغييرات بالنظر إلى التباين بين النماذج في المعلمات المناخية: تعتبر الاستجابة قوية عندما يكون اتجاه الشذوذ مشابهًا على الأقل لـ من محاكاة نماذج المناخ.

بالنظر إلى البيانات المستخرجة لكل من مواقع SCORE، تم إجراء مقارنة بين هطول الأمطار الحالي (آخر 30 عامًا حتى 2020) وهطول الأمطار المستقبلي (2081-2100) لإظهار نسبة التغيير المستقبلي. تم القيام بنفس الشيء لدرجة الحرارة (الحد الأقصى، الحد الأدنى أو المتوسط)، والتي هي واحدة من المعلمتين الأكثر استخدامًا في صيغ الاستجابة للجرعة. ثم، تم حساب التغييرات المستقبلية المحاكية في الأضرار باستخدام بيانات المناخ و/أو تلوث الهواء، وفقًا لصيغ الاستجابة للجرعة المتطورة. أخيرًا، نناقش التباينات عبر صيغ الاستجابة للجرعة.

تظهر الشكل 1A التغيير في متوسط هطول الأمطار بين الفترة التاريخية والحالية (2021-2040)، والمستقبل القريب (2041-2060)، والمستقبل المتوسط (2061-2080)، والمستقبل البعيد (2081-2100). وجدنا زيادة طفيفة في هطول الأمطار في Chateau de Coucy في فرنسا ( ) وزيادة في هطول الأمطار في الدنمارك (+7.8 . يظهر منتزه Vexin Francais الطبيعي الإقليمي في فرنسا ( ) وكريمونا في إيطاليا ( ) انخفاضًا طفيفًا في هطول الأمطار، بينما يظهر أرخبيل إيوليا في إيطاليا ( ) وباتونيس دي أريبا في إسبانيا ( ) انخفاضًا كبيرًا في هطول الأمطار، ويظهر الموقعان في المكسيك، تشيتشن إيتزا ( ) وأوكسمول ( )، زيادة في هطول الأمطار.

انخفاض أكثر حدة في هطول الأمطار. لاحظ أنه باستثناء توقعات هطول الأمطار في شاتو دو كوسي في فرنسا والدنمارك التي ليست ذات دلالة. و الاتفاق، على التوالي)، جميع توقعات درجات الحرارة وهطول الأمطار الأخرى مهمة مما يسمح برسائل قوية.

الشكل 1B يظهر زيادة عامة في الحد الأقصى لدرجة الحرارة في جميع المواقع المدروسة، وخاصة في باتونيس دي أريبا في إسبانيا. ) وكريمونا في إيطاليا ( على الرغم من أن الزيادة في درجة الحرارة القصوى في المكسيك أقل مقارنة بتلك في أوروبا، إلا أن درجات الحرارة القصوى المطلقة تزداد في تشيتشن إيتزا ( ) وأوكسبيمول ، تصل درجات الحرارة إلى ما فوق على أساس سنوي متوسط.

عند احتساب تغير المناخ المستقبلي فقط (CLIM)، فإن تراجع السطح ينخفض في المستقبل في معظم مواقع SCORE، باستثناء الدنمارك، التي هي الموقع الوحيد الذي يظهر زيادة في تراجع السطح للمواد المحسوبة باستخدام الصيغ 1 و 3 (انظر أعمدة CLIM في الجدول 2). يمكن تفسير ذلك بزيادة هطول الأمطار المتوقعة. تظهر النماذج نفس الاتجاه) فقط في الدنمارك عبر المواقع (بينما لا تظهر المواقع الأخرى أي تغييرات أو انخفاض في هطول الأمطار). يتوافق هذا مع الدراسات المختلفة التي تظهر أن زيادة هطول الأمطار يمكن أن تولد تأثيرًا أكبر على المادة، لأنها تساهم في ترسيب الملوثات (سابيوني وآخرون، 2008) وتساعد على اختراق هذه الملوثات إلى مسام المادة (كاموفو، 2019).

عادة ما تكون الانخفاضات المستقبلية في تراجع السطح أكثر وضوحًا عندما تؤخذ تغييرات تلوث الهواء في الاعتبار. تم ملاحظة هذا السيناريو لتقليل تأثير تلوث الهواء خلال COVID-19 حيث أدى تقليل التلوث الجوي إلى تقليل التأثير على التراث الثقافي (بروماندي وآخرون، 2022). هذا صحيح بالنسبة للصيغ 1-4 لأن الصيغة 5 لا تستخدم قيم تركيز الملوثات (الجدول 2).

انخفاض الأضرار الناتجة عن التلوث يرجع إلى انخفاض حموضة الأمطار بسبب الانخفاض في (فيت وآخرون، 2014). ومع ذلك، وجدنا عدم يقين كبير عبر صيغ استجابة الجرعة للتراجع السطحي حتى الفرق في استجابة التغيير في المستقبل (الجدول 2). على الرغم من أن المعادلة 4 تظهر نفس الاتجاه، إلا أن تغييرها أكثر وضوحًا بكثير بين CLIM (بدون تأثير ضرر كبير) و ALL (انخفاض طفيف ذو دلالة). أولاً، نلاحظ أن سيناريو CLIM يظهر انخفاضًا أدنى مقارنة بالمعادلات 1-3، وثانيًا، هناك عدم يقين كبير بين المعادلات لأنه على الرغم من أن جميعها تظهر انخفاضًا في الضرر لمعظم مواقع SCORE، إلا أن القيم تظهر تباينًا عاليًا بينها. المعادلات تم تطبيقها فقط على

سيناريو واحد (CLIM) لأن هذه الصيغ لا تستخدم معايير تلوث الهواء. فيما يتعلق بالصيغة 6 (LM)، من المهم ملاحظة أن الموقعين في المكسيك والموقع في إسبانيا لا يظهرون أي تغيير بين التدهور الحالي والمستقبلي، على عكس المواقع الستة الأخرى حيث يوجد زيادة ملحوظة في تدهور المادة.

تظهر تراكم الكتلة الحيوية (الصيغة 7، الجدول 2) انخفاضًا عامًا، باستثناء زيادة غير ملحوظة في الدنمارك. (الأخير يرجع بشكل رئيسي إلى زيادة هطول الأمطار والرطوبة النسبية). في المكسيك، هناك انخفاض في يتم محاكاته، وهو ما يمكن تفسيره من خلال الانخفاض الكبير في هطول الأمطار وزيادة درجة الحرارة.

بالنسبة لتآكل الرياح والأمطار (الصيغة 8، الجدول 2)، فإن التأثير يميل في الغالب إلى الانخفاض، أكثر في المكسيك منه في أوروبا، لكنه يبقى ثابتًا في الدنمارك. أخيرًا، فإن الإجهاد الحراري، المحسوب في الصيغة 9، لديه ميل عام للزيادة في جميع مواقع SCORE، حيث أن إسبانيا وإيطاليا هما الموقعان اللذان يشهدان أكبر زيادة، تليهما فرنسا والدنمارك والمكسيك، مع كون التأثير متسقًا مع الدراسة التي أجراها بونازا وآخرون (2009أ، ب).

بشكل عام، وجدنا تباينًا كبيرًا في استجابات الأضرار: تظهر ضغوط LM والحرارة (الصيغ 6 و9، الجدول 2) زيادة في الأضرار، بينما تشير مؤشرات تآكل السطح، والتآكل، وتراكم الكتلة الحيوية (الصيغ ، و 8 ) تظهر انخفاضًا. التغييرات مدفوعة بشكل أساسي بتغيرات في هطول الأمطار أو عامل الرطوبة بشكل عام، وهو ما يتماشى مع ما ذكره وانغ وآخرون (2022). وهذا يشير إلى أنه عبر المتغيرات البيئية، يعتبر الماء العامل الرئيسي عالميًا لتدهور التراث الثقافي في المستقبل.

من ناحية، تميل الدراسات السابقة حول تأثير تغير المناخ وتلوث الهواء على التراث الثقافي إلى إظهار أن المواد البنائية ستظهر زيادة في الأضرار (فيدال وآخرون، 2019). ومع ذلك، نوضح أن صيغ الاستجابة للجرعة الحديثة تميل إلى إظهار اتجاه معارض في أوروبا على الأقل. في المستقبل، من المؤكد أن مناطق التراث الثقافي التي تشهد زيادة في هطول الأمطار مصحوبة بانخفاض في تركيزات الملوثات [بسبب التنفيذ المحتمل لسياسات تقليل الانبعاثات وكفاءة الطاقة (برومندي وآخرون، 2022)] ستكون أقل تأثراً (دي ماركو وآخرون، 2017). فيما يتعلق بمساهمة تغير المناخ مقابل تغير تلوث الهواء في الأضرار المحسوبة باستخدام صيغ الاستجابة للجرعة للتآكل السطحي (الصيغ 1-5 في الجدول 2)، تُظهر الشكل 2 بشكل عام (أربع حالات من أصل خمس) أن تغير المناخ له مساهمة أكبر في الأضرار مقارنة بتغير تلوث الهواء. وفقًا لهذه النتائج، ستظهر المناخات الأكثر دفئًا في أوروبا أضرارًا أقل بسبب المناخ الأكثر جفافًا.

الجدول 2
نسبة الفرق في الأضرار للمواد في السيناريو 1 (الأعمدة CLIM)، الذي يطبق الصيغ مع تغيير فقط المعايير المناخية بينما يستخدم قيمة ثابتة حالية لتركيزات الملوثات الجوية، وفي السيناريو 2 (الأعمدة ALL)، الذي يطبق الصيغ مع تغيير كل من المعايير المناخية ومعايير تلوث الهواء. تشير الخلايا الحمراء الداكنة إلى زيادة في الأضرار، بينما تشير الخلايا الزرقاء الداكنة إلى انخفاض أكبر في الأضرار. تشير النتائج بالخط العريض إلى القيم حيث تظهر النماذج نفس علامة التغيير. يمكن العثور على التغييرات المطلقة في الجدول التكميلي 2.

(جنوب أوروبا)، لذا فإن الأضرار المتعلقة بالأمطار الحمضية أقل. من هذه الناحية، فإن الأضرار المستقبلية للمواد الثقافية المبنية تقل عمومًا في المواقع التي تنخفض فيها الأمطار أو تبقى ثابتة.

المساهمة النسبية لتلوث الهواء في تدهور المواد أقل من المساهمة المباشرة للأمطار، ولكن من المهم النظر في الملوثات الناشئة أو الساحلية ودراسة ما إذا كانت
قد تزداد الوجود في المستقبل (Enyoh et al., 2020; Comite et al., 2021) جنبًا إلى جنب مع آثارها على تدهور التراث الثقافي. نادرًا ما يتم دراسة تأثيرات الظروف المناخية المتطرفة (الجفاف، الفيضانات، الظروف الباردة والحارة، وسقوط الأشجار) على التراث الثقافي المبني، على الرغم من أنها ستزداد في التكرار، والمدة، والشدة في معظم أنحاء العالم وفقًا لـ IPCC (2022). “كم مقدار بعض المحددات

“هل يمكن أن تؤثر الظروف المناخية المتطرفة على مواد البناء أكثر بكثير من عدة سنوات من المناخ المتوسط؟” تظل سؤالاً مفتوحاً في الأدبيات، كما أشار إليه بونازا وسارديللا (2023) بشكل صحيح.

من ناحية أخرى، تُظهر دراستنا أن الصيغ الحالية للاستجابة للجرعة محدودة بشدة لدراسة التأثير البيئي طويل الأمد على التراث الثقافي المبني. يمكن أن تقيد عدة عوامل تمثيلية وصلاحية الصيغ الحالية للاستجابة للجرعة بالنسبة للآفاق المستقبلية: التأثيرات المحددة للموقع (السياحة، خصائص العمارة، والصيانة)، التأثير غير الخطي (يمكن أن يؤثر حدث متطرف واحد – عاصفة رعدية، فيضان، آفة، موجة حر مركبة وجفاف، إلخ – أكثر من سنوات من المناخ المتوسط)، نقص البيانات طويلة الأمد. سنة)، ونقص تقييم سلامة المباني في الوقت الحقيقي (حيث لا يتم مراقبة معظم الواجهات أو الفشل الداخلي بشكل مستمر)، من بين أمور أخرى. هناك حاجة ملحة لبناء صيغ أكثر موثوقية تتضمن عدة أنواع من الأضرار، تجمع بين عواقب تغير المناخ على المدى القصير والطويل (على الأقل تغيرات في درجة الحرارة، والهطول، ودرجة حموضة مياه الأمطار بسبب ) وتأثير تلوث الهواء. علاوة على ذلك، فإن صيغ الاستجابة للجرعة المدروسة لا تفسر جميع الأضرار المحتملة التي يمكن أن تحدث (مثل الأضرار الهيكلية والتمزق الدقيق للحجر)، وتظهر مراجعتنا أنها ليست متاحة لعدة مواد رئيسية (الحجر الجيري هو المادة المدروسة بشكل كبير). بناءً على نتائجنا ومراجعتنا المتقدمة، نوصي بما يلي: (i) تجميع كمي لحملات المراقبة في جميع أنحاء العالم لتقدير الآثار طويلة الأمد الناتجة عن التغيرات المناخية وتلوث الهواء في الموقع و (ii) مقارنة أكثر شمولاً بين الأضرار الموصوفة في المختبر مقابل الأضرار الثقافية الملاحظة في الموقع وقياسات الأضرار في الموقع.

تظل هناك فجوات بحثية كبيرة في تقدير الآثار المستقبلية لتغير المناخ وتلوث الهواء على التراث الثقافي. للمرة الأولى، نقوم هنا بتقدير الآثار المشتركة لتلوث الهواء وتغير المناخ على مجموعة متعددة المواقع في سيناريو الاحترار وتلوث الهواء المعتاد، باستخدام صيغ استجابة الجرعة الحديثة التي تم مراجعتها. من المدهش أنه من خلال تطبيق هذه الصيغ الشائعة، وجدنا أنه من المتوقع حدوث انخفاض كبير في الأضرار في المواد الثقافية المبنية في معظم مواقع أوروبا والمكسيك: انخفاضات في تآكل السطح. ، في المتوسط)، تراكم الكتلة الحيوية ( ) وتآكل الرياح والأمطار ( ) استجابةً للتغيرات المستقبلية في المناخ وتلوث الهواء، باستثناء المناطق التي تزداد فيها الأمطار بشكل كبير (شمال أوروبا) بحلول عام 2100.

تغير المناخ هو ظاهرة مقلقة ومتزايدة قد
قد تزيد من الضرر وتؤدي إلى حدوث فشل حرج أكثر. ومع ذلك، فإن الصيغ الحالية للاستجابة للجرعة المستندة إلى قياسات محددة للموقع تتعلق بالضرر والمناخ وتلوث الهواء، تميل إلى إظهار صورة معاكسة، ولكن سيتم ذكر عدة قيود. تم العثور على عدم يقين كبير في حجم الضرر الذي يلحق بمواد التراث الثقافي المبني: بالنسبة لنفس الموقع، تتفاوت تغييرات تآكل السطح حتى الفرق عبر المعادلات. سيتم استخدام كمية أكبر من المعلومات التي تسمح بنمذجة أفضل للمناخ المستقبلي على المدى المتوسط والطويل في الدراسات المستقبلية لتقييم تآكل التراث الثقافي المبني. يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أن تركيزات الملوثات المستخدمة لت quantifying الأضرار التي تلحق بمواد التراث، وفقًا لتوقعات المناخ وتلوث الهواء، قد انخفضت ومن المحتمل أن تستمر في الانخفاض، وذلك بشكل رئيسي بسبب التخفيف من آثار تغير المناخ والسياسات البيئية. علاوة على ذلك، وجدنا أن معظم الدراسات الحالية تركزت فقط على الحجر الجيري، وهو الحجر الأكثر استخدامًا في أوروبا، مما يحد بشدة من أي تقييم إقليمي للأضرار المتعلقة بالبيئة للتراث الثقافي المبني. جميع هذه القيود على الصيغ الحالية للاستجابة للجرعة تقدم انحيازات قوية يجب على الأبحاث المستقبلية معالجتها.

الهطول (ورطوبة) هو متغير أساسي في تدهور التراث الثقافي؛ ومع ذلك، يجب إعطاء الأولوية لإعادة تقييم الصيغ، والتي تستند إلى السياق الحالي والمستقبلي لتلوث الهواء، وتغير المناخ، والظروف المناخية المتطرفة، والتي يجب تنفيذ منهجيات مختبرية جديدة وقياسات ميدانية، لمواد مختلفة وتحت سيناريوهات تلوث مستقبلية.

أخيرًا، وبالنظر إلى وفرة الدراسات التي أجريت في أوروبا، ليس فقط بسبب الكمية الكبيرة من التراث الثقافي الذي يمتلكه القارة ولكن أيضًا بسبب مركزية هذا الموضوع في المنطقة، من المهم استكشاف مناطق جديدة حول العالم قد يتأثر تراثها الثقافي.

أوسكار جوليان إستيبان-كانتيّو: التصور، تنظيم البيانات، التحليل الرسمي، التحقيق، المنهجية، الموارد، التحقق، التصور، الكتابة – المسودة الأصلية، الكتابة – المراجعة والتحرير. بياتريس مينينديز: التصور، الحصول على التمويل، التحقيق، إدارة المشروع، الإشراف، الكتابة – المسودة الأصلية، الكتابة – المراجعة والتحرير. بنيامين كيسادا: التصور، تنظيم البيانات، التحليل الرسمي، الحصول على التمويل، التحقيق، المنهجية، إدارة المشروع، الإشراف، التحقق، التصور، الكتابة – المسودة الأصلية، الكتابة – المراجعة والتحرير.

يعلن المؤلفون عن المصالح المالية/العلاقات الشخصية التالية التي يمكن اعتبارها مصالح متنافسة محتملة: بنيامين كيسادا يذكر أن الدعم المالي تم توفيره من قبل المفوضية الأوروبية. إذا كان هناك مؤلفون آخرون، فإنهم يعلنون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة معروفة أو علاقات شخصية قد تؤثر على العمل المبلغ عنه في هذه الورقة.

تم توفير البيانات التاريخية والمستقبلية لهطول الأمطار ودرجة الحرارة من قبل WorldClim (https://www.worldclim.org)، وكذلك للبيانات التاريخية من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي – NOAA في بيانات المناخ عبر الإنترنت (https://www.ncei.noaa.gov/cdo-web/). بالنسبة لبيانات تلوث الهواء، يرجى الرجوع إلى المنهجية حيث يتم تحديد المصدر لكل معلمة.

يشكر المؤلفون إدارة البحث والابتكار في جامعة روساريو على التمويل. تدعم هذه الورقة برنامج البحث والابتكار الخاص بالاتحاد الأوروبي Horizon 2020 بموجب اتفاقية المنحة 101007533 SCORE (الحفاظ المستدام واستعادة التراث الثقافي المبني، http://score-project.net/en). كما يقر B.Q. أيضًا بمنحة برنامج Climat AmSud REPRISE 21-CLI-MAT-13 للتمويل.

يمكن العثور على البيانات التكميلية لهذه المقالة عبر الإنترنت على https://doi. org/10.1016/j.scitotenv.2024.170945.

Aksoyoglu, S., Jiang, J., Ciarelli, G., Baltensperger, U., Prévôt, A.S.H., 2020. Role of ammonia in European air quality with changing land and ship emissions between 1990 and 2030. Atmos. Chem. Phys. 20 (24), 15665-15680. https://doi.org/ 10.5194/acp-20-15665-2020.

Arnfield, A.J., 2020, November 11. Koppen climate classification. Retrieved October 2022, from Encyclopaedia Britannica. Retrieved from. https://www.britannica.co m/science/Koppen-climate-classification.
Baedecker, P.A., Reddy, M.M., Reimann, K.J., Sciammarella, C.A., 1992. Effects of acidic deposition on the erosion of carbonate stone-experimental results from the U.S. National Acid Precipitation Assessment Program (NAPAP). Atmospheric Environment. Part B. Urban Atmosphere 26 (2), 147-158. https://doi.org/10.1016/ 0957-1272(92)90018-N.
Bates, J.W., Thompson, K., Grime, J.P., 2005. Effects of simulated long-term climatic change on the bryophytes of a limestone grassland community. Glob. Chang. Biol. 11 (5), 757-769. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2005.00953.x.

Blocken, B., Carmeliet, J., 2004. A review of wind-driven rain research in building science. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 92 (13), 1079-1130. https://doi.org/10.1016/j. jweia.2004.06.003.
Bonazza, A., Sardella, A., 2023. Climate change and cultural heritage: methods and approaches for damage and risk assessment addressed to a practical application. Heritage 6 (4), 3578-3589. https://doi.org/10.3390/heritage6040190.
Bonazza, A., Messina, P., Sabbioni, C., Grossi, C.M., Brimblecombe, P., 2009a. Mapping the impact of climate change on surface recession of carbonate buildings in Europe. Sci. Total Environ. 407 (6), 2039-2050. https://doi.org/10.1016/j. scitotenv.2008.10.067.
Bonazza, A., Sabbioni, C., Messina, P., Guaraldi, C., De Nuntiis, P., 2009b. Climate change impact: mapping thermal stress on Carrara marble in Europe. Sci. Total Environ. 407, 4506-4512.
Bonomo, A.E., Minervino Amodio, A., Prosser, G., Sileo, M., Rizzo, G., 2020. Evaluation of soft limestone degradation in the Sassi UNESCO site (Matera, Southern Italy): loss of material measurement and classification. J. Cult. Herit. 42, 191-201. https://doi. org/10.1016/j.culher.2019.07.017.
Brimblecombe, P., 2013. Temporal humidity variations in the heritage climate of south East England. Herit. Sci. 1 (1), 3. https://doi.org/10.1186/2050-7445-1-3.
Brimblecombe, P., Grossi, C.M., 2008. Millennium-long recession of limestone facades in London. Environ. Geol. 56 (3-4), 463-471. https://doi.org/10.1007/s00254-008-1465-z.
Brimblecombe, P., Grossi, C.M., 2010. Potential damage to modern building materials from 21st century air pollution. Sci. World J. 10, 116-125. https://doi.org/10.1100/ tsw.2010.17.

Broomandi, P., Jahanbakhshi, A., Fathian, A., Darynova, Z., Janatian, N., Nikfal, A., Kim, J.R., Karaca, F., 2022. Impacts of ambient air pollution on UNESCO world cultural heritage sites in Eastern Asia: dose-response calculations for material corrosions. Urban Clim. 46, 101275 https://doi.org/10.1016/j.uclim.2022.101275.
Camuffo, D., 2019. Microclimate for Cultural Heritage. Elsevier. https://doi.org/ 10.1016/C2017-0-02191-2.

Ciantelli, C., Palazzi, E., von Hardenberg, J., Vaccaro, C., Tittarelli, F., Bonazza, A., 2018. How can climate change affect the UNESCO cultural heritage sites in Panama? Geosciences 8 (8), 296. https://doi.org/10.3390/geosciences8080296.
Comite, V., Miani, A., Ricca, M., La Russa, M., Pulimeno, M., Fermo, P., 2021. The impact of atmospheric pollution on outdoor cultural heritage: an analytic methodology for the characterization of the carbonaceous fraction in black crusts present on stone surfaces. Environ. Res. 201, 111565 https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.111565.
Curtis, R., 2016. Water management for traditional buildings: adaptation for a changing climate. The Journal of Preservation Technology 8-14.
D’Ayala, D., Aktas, Y.D., 2016. Moisture dynamics in the masonry fabric of historic buildings subjected to wind-driven rain and flooding. Build. Environ. 104, 208-220. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.05.015.
De Marco, A., Screpanti, A., Mircea, M., Piersanti, A., Proietti, C., Fornasier, M.F., 2017. High resolution estimates of the corrosion risk for cultural heritage in Italy. Environ. Pollut. 226, 260-267. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.03.066.
Enyoh, C.E., Verla, A.W., Qingyue, W., Ohiagu, F.O., Chowdhury, A.H., Enyoh, E.C., Chowdhury, T., Verla, E.N., Chinwendu, U.P., 2020. An overview of emerging pollutants in air: method of analysis and potential public health concern from human environmental exposure. Trends in Environmental Analytical Chemistry 28, e00107. https://doi.org/10.1016/j.teac.2020.e00107.
Erkal, A., D’Ayala, D., Sequeira, L., 2012. Assessment of wind-driven rain impact, related surface erosion and surface strength reduction of historic building materials. Build. Environ. 57, 336-348. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.05.004.
European Commission. Directorate General for Education, Youth, Sport and Culture, 2022. Strengthening Cultural Heritage Resilience for Climate Change: Where the European Green Deal Meets Cultural Heritage. Publications Office. https://data. europa.eu/doi/10.2766/44688.
European Environment Agency. (2023). Air quality statistics. Retrieved from European Environment Agency. Retrieved from https://www.eea.europa.eu/data-and-maps /dashboards/air-quality-statistics.
Fu, L., Ding, M., Zhang, Q., 2022. Flood risk assessment of urban cultural heritage based on PSR conceptual model with game theory and cloud model – a case study of Nanjing. J. Cult. Herit. 58, 1-11. https://doi.org/10.1016/j.culher.2022.09.017.
Germinario, L., Andriani, G.F., Laviano, R., 2015. Decay of calcareous building stone under the combined action of thermoclastism and cryoclastism: a laboratory simulation. Constr. Build. Mater. 75, 385-394. https://doi.org/10.1016/j. conbuildmat.2014.11.035.
Gómez-Bolea, A., Llop, E., Ariño, X., Saiz-Jimenez, C., Bonazza, A., Messina, P., Sabbioni, C., 2012. Mapping the impact of climate change on biomass accumulation on stone. J. Cult. Herit. 13 (3), 254-258. https://doi.org/10.1016/j. culher.2011.10.003.
Grøntoft, T., 2011. Climate change impact on building surfaces and façades. International Journal of Climate Change Strategies and Management 3 (4), 374-385. https://doi.org/10.1108/17568691111175669.
Grøntoft, T., Cassar, J., 2020. An assessment of the contribution of air pollution to the weathering of limestone heritage in Malta. Environ. Earth Sci. 79 (12), 288. https:// doi.org/10.1007/s12665-020-09027-x.
Grossi, C.M., Brimblecombe, P., 2007. Effect of long-term changes in air pollution and climate on the decay and blackening of European stone buildings. Geol. Soc. Lond. Spec. Publ. 271 (1), 117-130. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.2007.271.01.13.
Haugen, A., Mattsson, J., 2011. Preparations for climate change’s influences on cultural heritage. International Journal of Climate Change Strategies and Management 3 (4), 386-401. https://doi.org/10.1108/17568691111175678.
IPCC, 2021. Climate Change. 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA.
IPCC, 2022. Climate Change. 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA.
IPCC, 2023. Climate Change 2021 – The Physical Science Basis: Working Group I Contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 1.a ed. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/ 9781009157896.

Jernberg, P., 2004. Guide and Bibliography to Service Life and Durability Research for Building Materials and Components. CIB.
Joseph, E. (Ed.), 2021. Microorganisms in the Deterioration and Preservation of Cultural Heritage. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-69411-1.
Kucera, V., Fitz, S., 1995. Direct and indirect air pollution effects on materials including cultural monuments. Water Air Soil Pollut. 85 (1), 153-165. https://doi.org/ 10.1007/BF00483697.

Kucera, V., Tidblad, J., Kreislova, K., Knotkova, D., Faller, M., Reiss, D., Snethlage, R., Yates, T., Henriksen, J., Schreiner, M., Melcher, M., Ferm, M., Lefèvre, R.-A., Kobus, J., 2007. UN/ECE ICP materials dose-response functions for the multipollutant situation. Water, Air, & Soil Pollution: Focus 7 (1-3), 249-258. https://doi. org/10.1007/s11267-006-9080-z.

Lacy, R.E., 1977. Climate and Building in Britain: A Review of Meteorological Information Suitable for Use in the Planning, Design, Construction, and Operation of Buildings. H.M, Stationery Off.
Lipfert, F.W., 1989. Atmospheric damage to calcareous stones: comparison and reconciliation of recent experimental findings. Atmospheric Environment (1967) 23 (2), 415-429. https://doi.org/10.1016/0004-6981(89)90587-8.

Loli, A., Bertolin, C., 2018. Indoor multi-risk scenarios of climate change effects on building materials in Scandinavian countries. Geosciences 8 (9), 347. https://doi. org/10.3390/geosciences8090347.
Luo, Y., Yin, B., Peng, X., Xu, Y., Zhang, L., 2019. Wind-rain erosion of Fujian Tulou Hakka earth buildings. Sustain. Cities Soc. 50, 101666 https://doi.org/10.1016/j. scs.2019.101666.
Martínez-Martínez, J., Abellán, A., Berrezueta, E., 2022. Erosion directionality and seasonality study using the anisotropy matrix. Application in a semiarid Mediterranean climate (SE Spain). Sci. Total Environ. 804, 150165 https://doi.org/ 10.1016/j.scitotenv.2021.150165.

Masson Delmotte, V., Zhai, P., Pirani, A., Connors, S.L., Pean, C., Berger, S., Zhou, B., 2021. Summary for policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge.
Nik, V.M., Mundt-Petersen, S.O., Kalagasidis, A.S., De Wilde, P., 2015. Future moisture loads for building facades in Sweden: climate change and wind-driven rain. Build. Environ. 93, 362-375. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2015.07.012.
Orr, S.A., Richards, J., Fatorić, S., 2021. Climate change and cultural heritage: a systematic literature review (2016-2020). The Historic Environment: Policy & Practice 12 (3-4), 434-477. https://doi.org/10.1080/17567505.2021.1957264.
Riahi, K., Rao, S., Krey, V., Cho, C., Chirkov, V., Fischer, G., Kindermann, G., Nakicenovic, N., Rafaj, P., 2011. RCP 8.5-a scenario of comparatively high greenhouse gas emissions. Clim. Chang. 109 (1-2), 33-57. https://doi.org/10.1007/ s10584-011-0149-y.
Sabbioni, C., Cassar, M., Brimblecombe, P., Lefevre, R.A., 2008. Vulnerability of Cultural Heritage to Climate Change. Strasbourg, France.
Sesana, E., Gagnon, A.S., Ciantelli, C., Cassar, J., Hughes, J.J., 2021. Climate change impacts on cultural heritage: a literature review. WIREs Climate Change 12 (4). https://doi.org/10.1002/wcc.710.
Shah, V., Jacob, D.J., Moch, J.M., Wang, X., Zhai, S., 2020. Global modeling of cloud water acidity, precipitation acidity, and acid inputs to ecosystems. Atmos. Chem. Phys. 20 (20), 12223-12245. https://doi.org/10.5194/acp-20-12223-2020.
Silva, H.E., Henriques, F.M.A., 2015. Preventive conservation of historic buildings in temperate climates. The importance of a risk-based analysis on the decision-making process. Energ. Buildings 107, 26-36. https://doi.org/10.1016/j. enbuild.2015.07.067.

Spezzano, P., 2021. Mapping the susceptibility of UNESCO World Cultural Heritage sites in Europe to ambient (outdoor) air pollution. Sci. Total Environ. 754, 142345 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142345.
The weather Company. (2023). The Weather Channel. Retrieved from The Weather Channel. Retrieved from https://weather.com/es/forecast/air-quality.
Tidblad, J., Kucera, V., Mikhailov, A.A., Henriksen, J., Kreislova, K., Yates, T., Stöckle, B., Schreiner, M., 2001. UN ECE ICP materials: dose-response functions on dry and wet acid deposition effects after 8 years of exposure. Water Air Soil Pollut. 130 (1/4), 1457-1462. https://doi.org/10.1023/A:1013965030909.
Tidblad, J., Kucera, V., Ferm, M., Kreislova, K., Brüggerhoff, S., Doytchinov, S., Screpanti, A., Grøntoft, T., Yates, T., De La Fuente, D., Roots, O., Lombardo, T., Simon, S., Faller, M., Kwiatkowski, L., Kobus, J., Varotsos, C., Tzanis, C., Krage, L., Schreiner, M., Melcher, M., Grancharov, I., Karmanova, N., 2012. Effects of air pollution on materials and cultural heritage: ICP materials celebrates 25 years of research. Int. J. Corros. 1-16. https://doi.org/10.1155/2012/496321.
Turcotte, D., & Schubert, G. (2002). Geodynamics. 2nd edn. Geol. Mag., 139(6), 719-723. doi:https://doi.org/10.1017/S0016756802217239.
UNESCO, 2006. Climate Change and World Heritage. Augustin Colette, Climate Change Consultant. UNESCO, Paris, France.
Valagussa, A., Frattini, P., Crosta, G., Spizzichino, D., Leoni, G., Margottini, C., 2021. Multi-risk analysis on European cultural and natural UNESCO heritage sites. Nat. Hazards 105 (3), 2659-2676. https://doi.org/10.1007/s11069-020-04417-7.
Vet, R., Artz, R.S., Carou, S., Shaw, M., Ro, C.-U., Aas, W., Baker, A., Bowersox, V.C., Dentener, F., Galy-Lacaux, C., Hou, A., Pienaar, J.J., Gillett, R., Forti, M.C., Gromov, S., Hara, H., Khodzher, T., Mahowald, N.M., Nickovic, S., Reid, N.W., 2014. A global assessment of precipitation chemistry and deposition of sulfur, nitrogen, sea salt, base cations, organic acids, acidity and pH , and phosphorus. Atmos. Environ. 93, 3-100. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2013.10.060.
Vidal, F., Vicente, R., Mendes Silva, J., 2019. Review of environmental and air pollution impacts on built heritage: 10 questions on corrosion and soiling effects for urban intervention. J. Cult. Herit. 37, 273-295. https://doi.org/10.1016/j. culher.2018.11.006.
Wang, X., Li, H., Wang, Y., Zhao, X., 2022. Assessing climate risk related to precipitation on cultural heritage at the provincial level in China. Sci. Total Environ. 835, 155489 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155489.
Zheng, J., Zhang, R., Fortner, E. C., Volkamer, R. M., Molina, L., Aiken, A. C., Jimenez, J. L., Gaeggeler, K., Dommen, J., Dusanter, S., Stevens, P. S., and Tie, X. (2008). Measurements of HNO₃ and N₂O₅ using ion drift-chemical ionization mass spectrometry during the MILAGRO/MCMA2006 campaign. Atmos. Chem. Phys., 8(22), 6823-6838. doi:https://doi.org/10.5 194/аср-8-6823-2008.

Editor: Pavlos Kassomenos

Climate models
Heritage conservation
Building damage
Impact assessment
Climate uncertainty
Dose-response

prioritizing cultural heritage maintenance decisions in regions where damage will further increase. Beyond simulated damages which are still limited use, we urge more campaign studies to determine real in situ damage in different climate locations to validate or build the best equations.

The consequences of climate change have been reflected in different socioecosystems worldwide (Riahi et al., 2011). One of the poorly studied ones is outdoor built cultural heritage, which is directly exposed to atmospheric conditions and vulnerable to climatic variability. According to the latest IPCC report, many changes in the climate system are becoming more extensive in direct relation to global warming, and this is reflected in the increase, for example, in the frequency and intensity of hot extremes, heavy precipitation, and other impacts on the building systems (IPCC, 2023). In addition to these impacts, cultural losses affect adaptive capacities, and in this sense, cultural practices related to nature and cultural expressions associated with the construction of homes, communities, populations, and the use of natural and resistant materials are irrevocably lost.

In the 2021 IPCC-WGII report, there are only two general statements on cultural heritage, particularly the fact that “studies have described (…) climate services in support of cultural heritage” (IPCC, 2021). But in the 2022 IPCC-WGIII report, there are hundreds of occurrences of cultural heritage but none on built materials nor quantitative, for instance (IPCC, 2022), “Climate change destroys unique natural archives and important cultural heritage site,” due to “flooding and sea level rise” and “erosion and saltwater.” The authors point out that “More research is needed, however, particularly on cultural heritage, spiritually significant places, and in low-income countries” and “European cultural heritage in general and world heritage sites specifically lack adaptation strategies to preserve key cultural assets.” (Masson Delmotte et al., 2021). This highlights the particular need for research on the impact of climate change on built cultural heritage, particularly in the context of increased extreme climate phenomena (Orr et al., 2021). Global concern has recently grown for protection strategies against climatic events that can deteriorate or destroy this heritage (UNESCO, 2006).

Moreover, the combined effects of changes in temperature, precipitation, atmospheric humidity, wind intensity, and the concentration of some atmospheric pollutants that are deposited by different mechanisms on the surfaces of buildings, sculptures, monuments, and any other construction can substantially damage the building materials (Sesana et al., 2021). On the basis of this concern and to determine the possible impact that environmental factors may have on cultural heritage, different authors have developed dose-response formulas to predict this impact, through damage quantification, and many others have applied these formulas in different past, current, and future conditions to predict damage under different scenarios. Sesana et al. (2021) classified the impact of climate change on cultural heritage into three main categories: (i) impact of gradual changes in climate on outdoor cultural heritage, (ii) impact of gradual changes in climate on indoor cultural heritage and collections, and (iii) impact of changes in the natural physical environment on cultural heritage. They showed that few studies have measured the impact but most of them just described climate-induced outdoor damage based on qualitative analysis.

Orr et al. (2021) concluded that research on the impact of climate on outdoor cultural heritage, as well as the study of heritage sites and individual buildings and monuments, has focused on Europe. The research methods used were mainly based on quantitative methods and the use of literature and secondary data, for example, the most used techniques in these studies were modeling ( ), field or laboratory research ( ), and remote sensing/GIS (15 %). They also identified an increase in the number of papers that identify barriers to reducing the impact of climate change on cultural heritage and incorporate this issue in mitigation and adaptation actions. These barriers from the technical perspective refer to
(i) methodological barriers, (ii) lack of understanding of the complexity of the impact of climate change, and (iii) conservation challenges.

In addition, although there is considerable research on this, especially in Europe, there are serious concerns about the way in which internal policies and thus the management of cultural heritage currently tends to be handled (Valagussa et al., 2021). At present, “cultural heritage policies and laws tend to reflect climate change issues more than the other way round” (European Commission. Directorate General for Education, Youth, Sport and Culture, 2022). This indicates that a change in scientific research is necessary, but also a change in the application of policies and laws for the protection of cultural heritage.

Given those research gaps, here, we aim to perform a quantitative analysis of the impact of climate change on the weathering of cultural heritage materials using one of the most widely used methods in research on this subject: dose-response formulas. These formulas have been designed for certain specific materials such as marble and limestone (Bonazza et al., 2009a), which are one of the most employed stones in the construction of cultural heritage buildings.

First, we performed a state-of-the-art review of the existing environmental damage and the associated dose-responde formulas, when available. Then we analyzed the sensitivity of the dose-responde formulas to the variability in climate and air pollution factors under the business-as-usual SS5-RCP8.5 scenario proposed by the IPCC. Lastly, we critically assessed the current methodologies and models used to estimate the effects of climate and air pollution on built cultural heritage materials.

In consequence, this research aims to answer the following scientific questions.

The present state of the art focused on analyzing the main damages that can be measured in materials such as limestone, marble, and other types of stones, commonly used for the construction of what is currently known as cultural heritage and that are very varied in SCORE sites, by means of dose-response formulas and whose structure has climatic parameters and/or parameters related to atmospheric contamination. Thus, considering the present review, the damages were grouped according to the main stressor.

One of the main reported causes of damage to built cultural heritage materials is precipitation (Sesana et al., 2021). An increase in precipitation could cause saturation of soils and overloading of gutters and downpipes and hence a higher risk of damp penetration in historical materials (Sabbioni et al., 2008). Increased precipitation can also cause increased deposition of contaminants on surfaces and contribute to their penetration into the pores of building material (Camuffo, 2019).

The effects of precipitation also include an increase in biological activity and, very importantly, although not considered in this work, an
increase in flood risk, which undoubtedly harms the cultural heritage (Haugen and Mattsson, 2011). If we consider the increase in precipitation with an increase in the concentrations of atmospheric pollutants, it may increase the damage due to the deposition of pollutants that contribute to the corrosion of the material or a loss of material due to the increase of acid rain, which is directly related to the corrosion of the material (Sesana et al., 2021).

When talking about the impact of precipitation on cultural heritage, it is important to note that there are two ways for damage to occur: The first is direct damage such as mechanical scouring or soaking, and the second is indirect damage such as freeze-thaw cycles, chemical corrosion, and biological degradation (Wang et al., 2022). In other words, freezing can increase the internal stress generated by water inside the porous material and damage the cultural heritage structure (Grossi and Brimblecombe, 2007). The increase in precipitation, particularly in a warmer climate, can accelerate the surface recession of vitreous materials and carbonate stones (Grøntoft, 2011; Camuffo, 2019), and the fluctuations in precipitation and temperature can accelerate the microbial growth on the surfaces of stone or wooden materials (Bates et al., 2005). Heavy precipitation events, including stormwater, storm surge, and flood, can destroy fragile outdoor heritage sites (Fu et al., 2022), and finally, even normal precipitation has a slow but prolonged negative impact on the heritage structure through salt cycles and capillary damp (Curtis, 2016).

The damage caused by precipitation depends on water resistance, pore structure, material composition, and other characteristics of the materials (Wang et al., 2022). As for damage such as corrosion of stones, the recession of carbonate stone surfaces are due to precipitation and the deposition of atmospheric pollutants such as and , as well as increased atmospheric and increased concentrations of acid rain that directly impact the cultural heritage (Sesana et al., 2021).

Another mechanism that generates different types of damage such as biomass accumulation (Formula 7 in Table 1), algae decay, and lichen decay on stones is biological growth, which is related to precipitation, humidity, and temperature (Sesana et al., 2021). In general, the damage is caused by biological colonization consisting of visual occlusion and overlying plants, algae, molds, mosses, and lichens (Bonomo et al., 2020).

The microorganisms that play a potential role in the biodeterioration processes of inorganic materials are autotrophic and heterotrophic bacteria, fungi, algae, and lichens. Microbial biofilms interact with inorganic materials in several ways (Joseph, 2021): (i) physical deterioration, where the material structure is affected by microbial growth (e. g., physical or mechanical breaking); (ii) aesthetic deterioration due to fouling; and (iii) chemical deterioration and mineral and metal transformations due to excretion of metabolites or other substances such as acids that adversely affect the structural properties of the material (e.g., increase in porosity, weakening of the mineral matrix, dissolution of minerals and formation of biominerals, and biocorrosion of metals and alloys).

The so-called biomineralization or biologically induced mineralization is the process by which biological activity induces the precipitation and accumulation of minerals (Joseph, 2021). It is the result of the metabolism of organisms. The minerals produced by biofilms and lichens include iron hydroxides, magnetite, manganese oxides, clays, amorphous silica, carbonates, phosphates, oxalates, etc.

The measurement of this damage is done in a much more specific way considering the formation of microorganisms and the growth of biological materials on the built cultural heritage. These two phenomena depend on the climatic conditions of the area, as well as the pH of the rain, the exposure to light, and the physical characteristics of the material (Loli and Bertolin, 2018). However, some specific conditions or ranges of temperature, precipitation, and humidity may allow estimating biomass accumulation, as the growth rate depends on climatic conditions (Loli and Bertolin, 2018). Biomass accumulation, considered organic carbon accretion on surfaces, can also be estimated from
temperature and precipitation using the function developed by GómezBolea et al. (2012) (Ciantelli et al., 2018).

Although the study by Sesana et al. (2021) does not mention RH as a separate factor from precipitation impacting damage to outdoor cultural heritage, it is very important to consider it because many dose-response formulas use this variable to predict damage. For example, the study by Grøntoft and Cassar (2020) established that salt deposition in limestone and changes in salt crystallization events due to fluctuations in RH result in more variations in stone aging than air pollution variations.

RH is a critical threat to heritage materials. It is important to consider its long-term variation when considering damage in the past and likely under a changing climate in the future. High humidity can promote metal corrosion and a wider range of effects by promoting the deposition of pollutants and chemical reactions (Brimblecombe, 2013). Humidity has an impact on indoor and outdoor cultural heritage, contributing to different types of damage, especially the growth of organic materials and the deterioration of certain materials such as wood and paper, which are mostly found inside museums, libraries, etc.

The line between material corrosion and surface recession is very thin. Many authors mention that the effect associated with gases, which increase the corrosiveness of the atmosphere, is material corrosion (Vidal et al., 2019). Also, most of the dose-response formulas (Formulas 1-4 in Table 1) use three main atmospheric pollutants for the measurement of stone corrosion.

We can add carbon dioxide ( ) to the list, which, despite not being included in the dose-response formulas, is directly related to the increase or decrease in acid rain. is not only a pollutant but also a climatealtering gas, among others; the from the air that dissolves in rainwater makes the rain slightly more acidic [carbonic acid ]. If the rain becomes more acidic, it contributes to the corrosion of materials (Vet et al., 2014). Rainwater reacts with materials that are largely made of calcium carbonate ( ); the most common example is limestone, transforming the slightly soluble calcium carbonate into more soluble calcium bicarbonate ( ). This is washed away, causing the material to be weathered, which is called the karst effect (Spezzano, 2021).

In the study of the effect of air pollution on stone elements, besides the physical mechanisms related to the abrasion caused by atmospheric particles, chemical alterations could be the main cause of pollutionrelated stone deterioration (Wang et al., 2022). To study this damage, the surface recession equation for Portland limestone has been used multiple times (Spezzano, 2021), see Formula 3 in Table 1.

The dose-response formulas use the annual averages of air pollutant concentrations and climatic parameters as input data and return the average annual values of corrosion. Metric corrosion rate can be expressed in terms of surface recession or corrosion depth , which is defined as the displacement of a point on the corroded surface of the material from its initial position on the non-corroded surface taken (the reference point). Corrosion rates are also expressed in terms of mass loss ( ) (Spezzano, 2021).

An example of the application of the Portland limestone formula is found in the paper by De Marco et al. (2017). They modeled limestone recession in Italy for the years 2003, 2005, 2007, and 2010 and found that the recession in this period decreased because the concentrations of different pollutants decreased due to mitigation measures (i.e., reduction of atmospheric pollutants and greenhouse gases).

Different studies have shown that corrosion in outdoor built cultural heritage will decrease due to decreasing concentrations of atmospheric pollutants (De Marco et al., 2017; Brimblecombe and Grossi, 2010), but it is important to mention that these studies have mostly been conducted in Europe as mentioned by Sesana et al. (2021) in their systematic review. Additionally, Europe is the predominant region researching climate change and cultural heritage with 86 articles out of 165 (52.1 %) from 2016 to 2020 (Orr et al., 2021), where policies for climate change mitigation and adaptation have been more effective, which may not be the case in the archaeological heritage in Africa, Asia, and South America (Orr et al., 2021). This impact can be further studied considering that corrosion causes a major financial problem in infrastructure, construction, mechanical engineering, and cultural heritage.

Thus, it is mandatory to understand how atmospheric environment affects the materials of cultural heritage buildings (De Marco et al., 2017). Rainwater causes surface recession in carbonate stones through three processes (Bonazza et al., 2009a): (1) clean rain effect due to rain at in equilibrium with atmospheric (karst effect), (2) acid rain effect caused by rain with additional acidity due to the presence of sulfuric and nitric acid, and (3) dry deposition of gaseous pollutants occurring between precipitation events. The consequent damage process causes surface recession, whose appearance closely depends on rain and wind direction, material microstructure, and surface geometry.

To measure surface recession, the Lipfert function is used because it recognizes the three mechanisms mentioned earlier (karst effect, acid rain effect, and dry deposition) and because it can be used with future data for different projections (Bonazza et al., 2009a); see Formula 1 in Table 1. In this case, when measuring each of the mechanisms separately, the karst effect has a greater impact on surface recession due to the structure of the formula where the karst effect has a greater coefficient than the acid rain effect, which decreased over the years, and the deposition of pollutants, whose concentrations have also decreased (Brimblecombe and Grossi, 2008).

Finally, regarding the impact caused by corrosion in general, the most common phenomenon observable on stone buildings and monuments exposed to atmospheric pollution is the accumulation of pollutants on their surfaces, causing the formation of dark color surfaces known as “black crusts” (Comite et al., 2021). These crusts are formed by gypsum where atmospheric PM is embedded. Grossi and Brimblecombe (2007) mention that the impact of atmospheric pollution on stone has been studied repeatedly, showing that one of the main impacts is the chemical deterioration of the stone and the blackening of the stone due to the deposition of this pollutant, a product of the combustion of fossil fuels.

Thermoclastism is due to the differential thermal expansion and contraction of mineral grains and surface-subsurface stones in response to solar radiation on materials and causes granular disaggregation and material exfoliation (Bonazza et al., 2009b). Thermoclastism has been studied using fieldwork and laboratory experiments that generally simulate the meteorological conditions of the study area (Germinario et al., 2015). Continuous temperature fluctuations cause repeated cycles of thermal expansion and contraction, causing mechanical stress on the material, which varies depending on the type of rock and is reflected in the microcracking of the material.

Regarding the thermal stress that the material may suffer due to the variations in air temperature and other factors such as precipitation and RH together with the material properties, there is a function that calculates thermal stress for a uniform elastic medium confined in the horizontal direction and unconstrained in the vertical direction using the Young’s modulus, the thermal expansion coefficient, and the amplitude of the thermal variation (see Formula 9 in Table 1).

This function uses constant values that can be found in the literature and the daily temperature value. At the same time, this function allows us to identify not only the thermal stress caused but also the future stress that could be caused using climate models and future temperature projections. The risk of damage is evaluated by comparing the calculated thermal stress and the maximum sustainable load of the material (Bonazza et al., 2009b).

Rain with a horizontal velocity component given by the wind is called wind-driven rain (Formula 8 in Table 1) (Blocken and Carmeliet, 2004), which is one of the main factors responsible for surface erosion (Erkal et al., 2012). It usually causes surface erosion of stone materials, collapse of and/or damage to buildings and archaeological structures, and wind abrasion (Sesana et al., 2021). Surface erosion is the most studied wind-driven impact as it is a progressive and cumulative type of impact.

The loss of surface materials can be quantified by a probabilistic approach to enable variation and uncertainty and defined as a probability function of value (cultural, social, and historical), hazard, vulnerability, and exposure (Erkal et al., 2012). In terms of hazard, considering the different IPCC climate change scenarios, some extremes associated with precipitation tend to be more frequent, and therefore, an increase in wind-driven rainfall can add to the other damage (Nik et al., 2015).

Regarding the materials’ susceptibility, the impact has been calculated specifically for cultural heritage made with earth (Luo et al., 2019) and for limestone. Some studies consider not only the intensity of rainfall and wind speed but also temperature and RH as factors that contribute to higher or lower erosion of the material (D’Ayala and Aktas, 2016). The impact also depends on the location of the building depending on the wind direction at the study site (exposure), which contributes to the penetration of not only rainwater but also pollutants and particles that may be in the atmosphere, which is reflected in some parts of a building being more affected than the others (Martínez-Martínez et al., 2022).

Finally, although it is not considered as a direct damage, the lifetime multiplier (LM; Formula 6 in Table 1) is based on RH and temperature. It is defined as “the predicted lifetime of the material subjected to the environmental conditions and the predicted lifetime at standard conditions of and ” (Loli and Bertolin, 2018). Considered as a chemical risk index: when , the material will have a shorter lifetime (higher deterioration rate) than the standard conditions while for the material will last longer.

The project Sustainable COnservation and REstoration of built cultural heritage (SCORE) (http://www.score-project.net) seeks to analyze in a general way the development of new dose-response formulas and the modeling of climate change, to study in an integrated way the impact of climate change on the vernacular cultural heritage in Europe and the archaeological cultural heritage in Mexico. In the project, a total of eight places were studied, six in Europe and two in Mexico, which are listed and described in detail in the Supplementary Methods in the Supplementary Material.

The SCORE project focuses its research in two geographical and climatic areas: vernacular built cultural heritage in Europe and archaeological sites (850-1200 CE) in Yucatan Peninsula (Mexico). The main climate types (Arnfield, 2020) of the selected areas are very different: equatorial (A) in Latin America and warm temperate (C) in Europe. This allows us to study the behavior and durability of built cultural heritage materials in different climate conditions.

Vernacular built cultural heritage is much less protected than monuments by national and international legislation and conventions and therefore it is more vulnerable. It is exposed to climate conditions, increasing pollution (air, soil and water) and changes produced by men: architectural changes, material substitution, etc. Mexico has around 25,000 pre-Hispanic archaeological sites, this amount of archaeological built cultural heritage makes difficult their protection. In the Yucatan Peninsula the archaeological sites which not only compromises buildings but also the magnificent reliefs and mural paintings, were exposed over decades to the subtropical weather of the region (e.g. extreme heat and rainfall).

To apply the dose-response formulas for past and future climate data, we used monthly data at 30 -s resolution ( ) of temperature ( ) and precipitation (mm/month) from the WorldClim dataset between 1990 and 2020. For the future climate data, we used the CMIP6downscaled climate projections from 2020 to 2100, and bias correction was done with WorldClim v2.1 as baseline climate.

At each SCORE site, we extracted temperature (mean, minimum and maximum) and precipitation from the available bias-corrected general circulation models (GCMs) for the CURRENT (2020-2040) and FUTURE (2081-2100) periods, as inputs for the dose-response formulas (Section 2.4). We used the simulated climate under the SS5-RCP8.5 scenario describing a low climate mitigation future and business-as-usual socioeconomic measures.

Regarding the downscaling for the models, observed climate data were used to describe relationships between larger-scale climatic variables and local surface climatic variables. These relationships were then applied to the GCM output under the assumption that the GCMs perform best for the larger-scale climatic variables and that the relationships remain valid in a changing climate. The data used were initially produced by the projected change in a climatic variable. The projected changes are calculated as the difference between the GCM outputs for the baseline and for the target years, i.e., the future years for which the climate is to be simulated. These changes are interpolated to a grid with a high ( ) resolution.

The current air pollution parameters needed for the application of Formulas 1-5 in Table 1 were extracted and averaged from daily measurements from 2006 to 2021 at each site (European Environment Agency, 2023; The Weather Company, 2023). As for future projections, the values obtained correspond to projected average values and the methodologies were based on the references cited for each compound and for each site: hydrogen ion from Shah et al. (2020), sulfur dioxide ( ) from European Environment Agency (2023) and The Weather Company (2023), nitric acid from Aksoyoglu et al. (2020) and Zheng et al. (2008), and particulate matter (PM ) from European Environment Agency (2023) and The Weather Company (2023). Moreover, although carbon dioxide ( ) is not within the parameters of the dose-response formulas, it was used to calculate future projections of pH and its relationship to and (Vet et al., 2014; Riahi et al., 2011). All the projected pollution changes are consistent with the future modeled climatic data under the SS5-RCP8.5 scenario. Then, considering the requirements of each response dose, the units were transformed, if necessary, to ensure the correct calculation of each one.

Different authors have calculated the impact of climate change on cultural heritage using dose-response formulas that generally incorporate/consider climatic variables, such as precipitation, temperature (maximum, minimum or average), and wind speed, in addition to atmospheric pollution variables, such as the concentrations of , and as a function of rain pH , to determine the deterioration of different materials.

The different dose-response formulas are defined using the physicochemical relationship between the degradation of the material and the degradation factors such as environmental exposure (Jernberg, 2004). This construction was based on regression analysis to determine how environmental factors affect material degradation, i.e., how climatic
variables such as precipitation, temperature, and wind speed among others, as well as nonclimatic variables such as the concentrations of atmospheric pollutants, generate damage to building materials. To establish these relationships, experimental studies exposed materials to certain environmental conditions and measured the degradation result.

To obtain the list of existing dose-response formulas, we performed a bibliographic review in Science Direct and Web of Science from 1995 to June 2023 using keywords and synonyms: quantification of damage, built cultural heritage, dose-response formulas, and impact of climate change on cultural heritage. After suppressing duplicates, scientific articles (see Supplementary Table 1) were extracted after the first screening of title and abstract (all articles that do not relate to built cultural heritage or impact of climate and/or air pollution are discarded). After the first screening, we relied on extracting articles where damage quantification had been performed using a dose-response formula, especially but not exclusively for limestone, considering that it is the most used building material in the study sites. In this sense, the criteria for the exclusion and inclusion of articles were based on the following: (i) dose-response formulas involving climatic parameters such as precipitation and/or temperature, (ii) dose-response formulas involving atmospheric pollution parameters, (iii) application of the formula for limestone or a stone as a building material of cultural heritage, and (iv) studies on outdoor cultural heritage.

The formulas shown in Table 1 were extracted from this search ( 9) using climatic and/or air pollution parameters. Formulas 1-5 correspond to surface recession in limestone, while Formulas 6-9 correspond to other types of damage generated in stones in general, siliceous stones, marble, and limestone. Note that several articles in Supplementary Table 1 use the same formulas. The climatic and air pollution parameters calculated according to the methodology were used for each of the doseresponse formulas in Table 1.

Where in red we can find the parameters that varied over time and in blue those that remained constant.

To analyze the sensitivity of the dose-response formulas to future climate changes, including precipitation, temperature, and wind speed, as well as the concentrations of some atmospheric pollutants, a
comparison was performed when applying the formulas to two different scenarios (CLIM and ALL). In the first scenario (CLIM), the changes in damage are calculated in response to future climate change only (from the historical period to 2081-2100), keeping the parameters related to air pollution constant. In the second scenario (ALL), the changes in damage are calculated in response to both future air pollution and climatic parameters.

This allows us to identify whether the damage tends to decrease or increase and the relative contribution of environmental factors (air pollution versus climate) depending on the site of interest and the formulas used. Additionally, we assessed the robustness of the changes given the intermodel variability in the climatic parameters: a response is considered robust when the sign of anomaly is similar to at least of the climate model simulations.

Considering the data obtained for each of the SCORE sites, a comparison was made between current precipitation (last 30 years until 2020) and future precipitation (2081-2100) to show the percentage of future change. The same was done for temperature (maximum, minimum or average), which is one of the two most used parameters in the dose-response formulas. Then, the simulated future changes in damage were calculated using the climate and/or air pollution data, according to the state-of-the-art dose-response formulas. Finally, we discuss the discrepancies across the dose-response formulas.

Fig. 1A shows the ensemble-mean precipitation change between the historical period and the current (2021-2040), near-future (2041-2060), middle-future (2061-2080), and far-future (2081-2100) periods. We found a slight increase in precipitation in Chateau de Coucy in France ( ) and an increase in precipitation in Denmark ( +7.8 . The Vexin Francais Natural Regional Park in France ( ) and Cremona in Italy ( ) show a slight decrease in precipitation, while the Aeolian Archipelago in Italy ( ) and Patones de Arriba in Spain ( ) show a significant decrease in precipitation, and the two sites in Mexico, Chichen Itza ( ) and Oxpemul ( ), show a

more drastic decrease in precipitation. Note that except for precipitation projections in Chateau de Coucy in France and Denmark that are not significant ( and agreement, respectively), all temperature and other precipitation projections are significant which allows robust messages.

Fig. 1B shows a generalized increase in the maximum temperature in all the sites studied, particularly in Patones de Arriba in Spain ( ) and Cremona in Italy ( ). Although the increase in maximum temperature in Mexico is lower compared to that in Europe, the absolute maximum temperatures increase in Chichen Itza ( ) and Oxpemul , reaching temperatures above on an annual average.

Accounting only for future climate change (CLIM), surface recession decreases in the future in most SCORE sites, except for Denmark, which is the only site that shows an increase in the surface recession of the material calculated using Formulas 1 and 3 (see the CLIM columns in Table 2). This can be explained by the increase in precipitation which is projected ( of the models show the same sign) only in Denmark across the sites (other sites show no changes or decrease in precipitation). This coincides with the different studies that show that an increase in precipitation can generate greater impact on the material, because it contributes to the deposition of contaminants (Sabbioni et al., 2008) and helps the penetration of these contaminants into the pores of the material (Camuffo, 2019).

Future decreases in the surface recession are usually more pronounced when air pollution changes are accounted for. This scenario of decreased air pollution impact was observed during COVID-19 where, by reducing atmospheric pollution, the impact on cultural heritage was reduced (Broomandi et al., 2022). This is true for Formulas 1-4 because Formula 5 does not use pollutant concentration values (Table 2).

The decrease in pollution-driven damage is due to a decrease in rain acidity because of the decrease in (Vet et al., 2014). However, we found a large uncertainty across the surface recession dose-response formulas up to difference in the future change response (Table 2). Although Formula 4 shows the same trend, its change is much more noticeable between CLIM (no significant damage impact) and ALL (slightly significant decrease). First, we observe that scenario CLIM shows a minimum decrease compared to Formulas 1-3, and second, there is a large uncertainty between the formulas because although all of them show a decrease in damage for most of the SCORE sites, the values show a high variability among them. Formulas were only applied to

one scenario (CLIM) because these formulas do not use air pollution parameters. Concerning Formula 6 (LM), it is important to note that the two sites in Mexico and the site in Spain do not present any change between current and future deterioration, unlike in the other six sites where there is a significant increase in the deterioration of the material.

Biomass accumulation (Formula 7, Table 2) shows an overall decrease, except an insignificant increase in Denmark of (the latter mainly due to the increase in precipitation and RH). In Mexico, a decrease of is simulated, which can be explained by the significant decrease in precipitation and the increase in temperature.

For wind-rain erosion (Formula 8, Table 2), the impact mostly tends to decrease, more in Mexico than in Europe, but remains constant in Denmark. Finally, the thermal stress, calculated in Formula 9, has a general tendency to increase in all the SCORE sites, with Spain and Italy being the sites with the greatest increase, followed by France, Denmark, and Mexico, with the impact being consistent with the study conducted by Bonazza et al. (2009a, b).

In general, we found a great discrepancy across the damage responses: LM and thermal stress (Formulas 6 and 9, Table 2) show a damage increase, while the surface recession, erosion, and biomass accumulation indicators (Formulas , and 8 ) show a decrease. The changes are mainly driven by changes in precipitation or humidity factor in general, which is consistent with that by Wang et al. (2022). This indicates that across the environmental variables, water is the predominant worldwide factor for the deterioration changes of cultural heritage in the future.

On the one hand, previous studies about the impact of climate change and air pollution on cultural heritage tend to show that built materials would demonstrate increases in damage (Vidal et al., 2019). We show however that the state-of-the-art dose-response formulas tend to show an opposite trend in Europe at least. In the future, cultural heritage zones with increase in precipitation coupled with decrease in the concentrations of pollutants [due to the likely implementation of policies to reduce emissions and energy efficiency (Broomandi et al., 2022)] would certainly be less affected (De Marco et al., 2017). Regarding the contribution of climate change versus air pollution change to damage calculated using the surface recession dose-response formulas (Formulas 1-5 in Table 2), Fig. 2 shows in general (four cases out of five) that climate change has a higher contribution to damage than air pollution change. According to these results, warmer climates in Europe would present lesser damage because of drier climate

Table 2
Percentage difference of damages to materials for scenario 1 (columns CLIM), which applies the formulas varying only the climatic parameters while using a current and constant value for the concentrations of atmospheric pollutants, and for scenario 2 (columns ALL), which applies the formulas varying both the climatic and air pollution parameters. The darker red cells correspond to a damage increase, and the darker blue cells correspond to a higher damage decrease. Results in bold indicate values where of the models show the same sign of change. The absolute changes can be found in the Supplementary Table 2.

(Southern Europe), so less acid rain-related damage. In this sense, future damage to built cultural heritage materials is generally reduced in sites where precipitation decreases or is constant.

The relative contribution of air pollution to materials’ deterioration is lower than the direct contribution of rain, but it is important to consider emerging or coastal pollutants and study whether their
presence could increase in the future (Enyoh et al., 2020; Comite et al., 2021) along with their effects on cultural heritage degradation. The impact of climatic extremes (droughts, floods, cold and hot extremes, and windthrows) on built cultural heritage is rarely studied even though they would increase in frequency, duration, and intensity in most parts of the world according to IPCC (2022). “How much some specific

climatic extremes could affect much more building materials than several years of mean climate?” remains an open question in the literature, as rightly pointed out by Bonazza and Sardella (2023).

On the other hand, our study shows that the current dose-response formulas are strongly limited to study the long-term environmental impact on built cultural heritage. Several factors can restrict the representativity and validity of the current dose-response formulas for future prospects: site-specific affectations (tourism, architecture characteristics, and maintenance), nonlinear impact (one extreme event -thunderstorm, flood, pest, compound heatwave and drought, etc.can affect more than years of mean climate), lack of long-term data ( year), and lack of real-time building integrity assessment (most facades or internal failures are not monitored continuously), among others. There is an urgent need to build more reliable formulas incorporating several types of damage, combining short- and long-term- climate change consequences (at least temperature, precipitation, and rainwater pH changes due to ) and air pollution impact. Moreover, the doseresponse formulas studied do not explain all the possible damage that could be caused (e.g., structural damage and microcracking of a stone), and our review shows that they are not accessible for several key materials (limestone is the overwhelmingly studied material). Given our results and state-of-the-art review, we recommend the following: (i) a quantitative compilation of monitoring campaigns worldwide to estimate long-term effects produced by the on-site climate and air pollution changes and (ii) a more comprehensive comparison of in-lab characterized damage versus observed on-site cultural heritage damage and measurements of damage to the site.

Large research gaps remain in the estimation of the future effects of climate and air pollution on cultural heritage. For the first time, we quantify here the combined effects of air pollution and climate changes on a multisite panel in a business-as-usual warming and air pollution scenario, using reviewed state-of-the-art dose-response formulas. Surprisingly, by applying these common formulas, we found that a significant decrease in damage is projected in built cultural heritage materials in most Europe and Mexico sites: decreases in surface recession ( , on average), biomass accumulation ( ), and wind-rain erosion ( ) in response to future climate and air pollution changes, except in the regions where precipitation substantially increases (Northern Europe) by 2100.

Climate change is a worrying and growing phenomenon that could
potentially increase damage and trigger more critical failure. However, the current dose-response formulas based on site-specific measurements of damage, climate, and air pollution, tend to show an opposite picture, but several limitations will be mentioned. A large uncertainty in the magnitude of the damage to built cultural heritage materials was found: For the same site, surface recession changes vary up to a difference across the equations. Greater amount of information that allows better modeling of the future climate in the medium and long term will be employed in future studies of built cultural heritage weathering evaluation. It should also be considered that the concentrations of pollutants used to quantify the damage to heritage materials, according to climate and air pollution projections, have decreased and could likely continue to decrease, mainly due to climate change mitigation and environmental policies. Moreover, we found that most of the existing studies focused only on limestone, which is the most employed stone in Europe but strongly limits any regional assessment of environmental-related damage to built cultural heritage. All these limitations on the current doseresponse formulas introduce strong biases that future research should tackle.

Precipitation (and humidity) is a fundamental variable in the deterioration of cultural heritage; however, reassessment of the formulas must be prioritized, which is based on the current and future context of air pollution, climate change, and climatic extremes, for which new laboratory methodologies and field measurements must be implemented, for different materials and under future contamination scenarios.

Finally, considering the abundance of studies conducted in Europe, not only due to the large amount of cultural heritage that the continent possesses but also due to the centralization of this theme in the region, it is important to explore new regions around the world whose cultural heritage may be affected.

Oscar Julian Esteban-Cantillo: Conceptualization, Data curation, Formal analysis, Investigation, Methodology, Resources, Validation, Visualization, Writing – original draft, Writing – review & editing. Beatriz Menendez: Conceptualization, Funding acquisition, Investigation, Project administration, Supervision, Writing – original draft, Writing – review & editing. Benjamin Quesada: Conceptualization, Data curation, Formal analysis, Funding acquisition, Investigation, Methodology, Project administration, Supervision, Validation, Visualization, Writing – original draft, Writing – review & editing.

The authors declare the following financial interests/personal relationships which may be considered as potential competing interests: Benjamin Quesada reports financial support was provided by European Commission. If there are other authors, they declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper.

Historical and future data for precipitation and temperature were provided by WorldClim (https://www.worldclim.org), also for historical data of the National Oceanic and Atmospheric Administration -NOAA in Climate Data Online (https://www.ncei.noaa.gov/cdo-web/). For air pollution data, please refer to the methodology where the source is specified for each parameter.

The authors thank the Dirección de Investigación e Innovación of Universidad del Rosario for funding. This paper is supported by European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement 101007533 SCORE (Sustainable COnservation and REstoration of built cultural heritage, http://score-project.net/en). B.Q. also acknowledges the Climat AmSud program grant REPRISE 21-CLI-MAT-13 for funding.

Supplementary data to this article can be found online at https://doi. org/10.1016/j.scitotenv.2024.170945.

Aksoyoglu, S., Jiang, J., Ciarelli, G., Baltensperger, U., Prévôt, A.S.H., 2020. Role of ammonia in European air quality with changing land and ship emissions between 1990 and 2030. Atmos. Chem. Phys. 20 (24), 15665-15680. https://doi.org/ 10.5194/acp-20-15665-2020.

Arnfield, A.J., 2020, November 11. Koppen climate classification. Retrieved October 2022, from Encyclopaedia Britannica. Retrieved from. https://www.britannica.co m/science/Koppen-climate-classification.
Baedecker, P.A., Reddy, M.M., Reimann, K.J., Sciammarella, C.A., 1992. Effects of acidic deposition on the erosion of carbonate stone-experimental results from the U.S. National Acid Precipitation Assessment Program (NAPAP). Atmospheric Environment. Part B. Urban Atmosphere 26 (2), 147-158. https://doi.org/10.1016/ 0957-1272(92)90018-N.
Bates, J.W., Thompson, K., Grime, J.P., 2005. Effects of simulated long-term climatic change on the bryophytes of a limestone grassland community. Glob. Chang. Biol. 11 (5), 757-769. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2005.00953.x.

Blocken, B., Carmeliet, J., 2004. A review of wind-driven rain research in building science. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 92 (13), 1079-1130. https://doi.org/10.1016/j. jweia.2004.06.003.
Bonazza, A., Sardella, A., 2023. Climate change and cultural heritage: methods and approaches for damage and risk assessment addressed to a practical application. Heritage 6 (4), 3578-3589. https://doi.org/10.3390/heritage6040190.
Bonazza, A., Messina, P., Sabbioni, C., Grossi, C.M., Brimblecombe, P., 2009a. Mapping the impact of climate change on surface recession of carbonate buildings in Europe. Sci. Total Environ. 407 (6), 2039-2050. https://doi.org/10.1016/j. scitotenv.2008.10.067.
Bonazza, A., Sabbioni, C., Messina, P., Guaraldi, C., De Nuntiis, P., 2009b. Climate change impact: mapping thermal stress on Carrara marble in Europe. Sci. Total Environ. 407, 4506-4512.
Bonomo, A.E., Minervino Amodio, A., Prosser, G., Sileo, M., Rizzo, G., 2020. Evaluation of soft limestone degradation in the Sassi UNESCO site (Matera, Southern Italy): loss of material measurement and classification. J. Cult. Herit. 42, 191-201. https://doi. org/10.1016/j.culher.2019.07.017.
Brimblecombe, P., 2013. Temporal humidity variations in the heritage climate of south East England. Herit. Sci. 1 (1), 3. https://doi.org/10.1186/2050-7445-1-3.
Brimblecombe, P., Grossi, C.M., 2008. Millennium-long recession of limestone facades in London. Environ. Geol. 56 (3-4), 463-471. https://doi.org/10.1007/s00254-008-1465-z.
Brimblecombe, P., Grossi, C.M., 2010. Potential damage to modern building materials from 21st century air pollution. Sci. World J. 10, 116-125. https://doi.org/10.1100/ tsw.2010.17.

Broomandi, P., Jahanbakhshi, A., Fathian, A., Darynova, Z., Janatian, N., Nikfal, A., Kim, J.R., Karaca, F., 2022. Impacts of ambient air pollution on UNESCO world cultural heritage sites in Eastern Asia: dose-response calculations for material corrosions. Urban Clim. 46, 101275 https://doi.org/10.1016/j.uclim.2022.101275.
Camuffo, D., 2019. Microclimate for Cultural Heritage. Elsevier. https://doi.org/ 10.1016/C2017-0-02191-2.

Ciantelli, C., Palazzi, E., von Hardenberg, J., Vaccaro, C., Tittarelli, F., Bonazza, A., 2018. How can climate change affect the UNESCO cultural heritage sites in Panama? Geosciences 8 (8), 296. https://doi.org/10.3390/geosciences8080296.
Comite, V., Miani, A., Ricca, M., La Russa, M., Pulimeno, M., Fermo, P., 2021. The impact of atmospheric pollution on outdoor cultural heritage: an analytic methodology for the characterization of the carbonaceous fraction in black crusts present on stone surfaces. Environ. Res. 201, 111565 https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.111565.
Curtis, R., 2016. Water management for traditional buildings: adaptation for a changing climate. The Journal of Preservation Technology 8-14.
D’Ayala, D., Aktas, Y.D., 2016. Moisture dynamics in the masonry fabric of historic buildings subjected to wind-driven rain and flooding. Build. Environ. 104, 208-220. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.05.015.
De Marco, A., Screpanti, A., Mircea, M., Piersanti, A., Proietti, C., Fornasier, M.F., 2017. High resolution estimates of the corrosion risk for cultural heritage in Italy. Environ. Pollut. 226, 260-267. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.03.066.
Enyoh, C.E., Verla, A.W., Qingyue, W., Ohiagu, F.O., Chowdhury, A.H., Enyoh, E.C., Chowdhury, T., Verla, E.N., Chinwendu, U.P., 2020. An overview of emerging pollutants in air: method of analysis and potential public health concern from human environmental exposure. Trends in Environmental Analytical Chemistry 28, e00107. https://doi.org/10.1016/j.teac.2020.e00107.
Erkal, A., D’Ayala, D., Sequeira, L., 2012. Assessment of wind-driven rain impact, related surface erosion and surface strength reduction of historic building materials. Build. Environ. 57, 336-348. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.05.004.
European Commission. Directorate General for Education, Youth, Sport and Culture, 2022. Strengthening Cultural Heritage Resilience for Climate Change: Where the European Green Deal Meets Cultural Heritage. Publications Office. https://data. europa.eu/doi/10.2766/44688.
European Environment Agency. (2023). Air quality statistics. Retrieved from European Environment Agency. Retrieved from https://www.eea.europa.eu/data-and-maps /dashboards/air-quality-statistics.
Fu, L., Ding, M., Zhang, Q., 2022. Flood risk assessment of urban cultural heritage based on PSR conceptual model with game theory and cloud model – a case study of Nanjing. J. Cult. Herit. 58, 1-11. https://doi.org/10.1016/j.culher.2022.09.017.
Germinario, L., Andriani, G.F., Laviano, R., 2015. Decay of calcareous building stone under the combined action of thermoclastism and cryoclastism: a laboratory simulation. Constr. Build. Mater. 75, 385-394. https://doi.org/10.1016/j. conbuildmat.2014.11.035.
Gómez-Bolea, A., Llop, E., Ariño, X., Saiz-Jimenez, C., Bonazza, A., Messina, P., Sabbioni, C., 2012. Mapping the impact of climate change on biomass accumulation on stone. J. Cult. Herit. 13 (3), 254-258. https://doi.org/10.1016/j. culher.2011.10.003.
Grøntoft, T., 2011. Climate change impact on building surfaces and façades. International Journal of Climate Change Strategies and Management 3 (4), 374-385. https://doi.org/10.1108/17568691111175669.
Grøntoft, T., Cassar, J., 2020. An assessment of the contribution of air pollution to the weathering of limestone heritage in Malta. Environ. Earth Sci. 79 (12), 288. https:// doi.org/10.1007/s12665-020-09027-x.
Grossi, C.M., Brimblecombe, P., 2007. Effect of long-term changes in air pollution and climate on the decay and blackening of European stone buildings. Geol. Soc. Lond. Spec. Publ. 271 (1), 117-130. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.2007.271.01.13.
Haugen, A., Mattsson, J., 2011. Preparations for climate change’s influences on cultural heritage. International Journal of Climate Change Strategies and Management 3 (4), 386-401. https://doi.org/10.1108/17568691111175678.
IPCC, 2021. Climate Change. 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA.
IPCC, 2022. Climate Change. 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA.
IPCC, 2023. Climate Change 2021 – The Physical Science Basis: Working Group I Contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 1.a ed. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/ 9781009157896.

Jernberg, P., 2004. Guide and Bibliography to Service Life and Durability Research for Building Materials and Components. CIB.
Joseph, E. (Ed.), 2021. Microorganisms in the Deterioration and Preservation of Cultural Heritage. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-69411-1.
Kucera, V., Fitz, S., 1995. Direct and indirect air pollution effects on materials including cultural monuments. Water Air Soil Pollut. 85 (1), 153-165. https://doi.org/ 10.1007/BF00483697.

Kucera, V., Tidblad, J., Kreislova, K., Knotkova, D., Faller, M., Reiss, D., Snethlage, R., Yates, T., Henriksen, J., Schreiner, M., Melcher, M., Ferm, M., Lefèvre, R.-A., Kobus, J., 2007. UN/ECE ICP materials dose-response functions for the multipollutant situation. Water, Air, & Soil Pollution: Focus 7 (1-3), 249-258. https://doi. org/10.1007/s11267-006-9080-z.

Lacy, R.E., 1977. Climate and Building in Britain: A Review of Meteorological Information Suitable for Use in the Planning, Design, Construction, and Operation of Buildings. H.M, Stationery Off.
Lipfert, F.W., 1989. Atmospheric damage to calcareous stones: comparison and reconciliation of recent experimental findings. Atmospheric Environment (1967) 23 (2), 415-429. https://doi.org/10.1016/0004-6981(89)90587-8.

Loli, A., Bertolin, C., 2018. Indoor multi-risk scenarios of climate change effects on building materials in Scandinavian countries. Geosciences 8 (9), 347. https://doi. org/10.3390/geosciences8090347.
Luo, Y., Yin, B., Peng, X., Xu, Y., Zhang, L., 2019. Wind-rain erosion of Fujian Tulou Hakka earth buildings. Sustain. Cities Soc. 50, 101666 https://doi.org/10.1016/j. scs.2019.101666.
Martínez-Martínez, J., Abellán, A., Berrezueta, E., 2022. Erosion directionality and seasonality study using the anisotropy matrix. Application in a semiarid Mediterranean climate (SE Spain). Sci. Total Environ. 804, 150165 https://doi.org/ 10.1016/j.scitotenv.2021.150165.

Masson Delmotte, V., Zhai, P., Pirani, A., Connors, S.L., Pean, C., Berger, S., Zhou, B., 2021. Summary for policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge.
Nik, V.M., Mundt-Petersen, S.O., Kalagasidis, A.S., De Wilde, P., 2015. Future moisture loads for building facades in Sweden: climate change and wind-driven rain. Build. Environ. 93, 362-375. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2015.07.012.
Orr, S.A., Richards, J., Fatorić, S., 2021. Climate change and cultural heritage: a systematic literature review (2016-2020). The Historic Environment: Policy & Practice 12 (3-4), 434-477. https://doi.org/10.1080/17567505.2021.1957264.
Riahi, K., Rao, S., Krey, V., Cho, C., Chirkov, V., Fischer, G., Kindermann, G., Nakicenovic, N., Rafaj, P., 2011. RCP 8.5-a scenario of comparatively high greenhouse gas emissions. Clim. Chang. 109 (1-2), 33-57. https://doi.org/10.1007/ s10584-011-0149-y.
Sabbioni, C., Cassar, M., Brimblecombe, P., Lefevre, R.A., 2008. Vulnerability of Cultural Heritage to Climate Change. Strasbourg, France.
Sesana, E., Gagnon, A.S., Ciantelli, C., Cassar, J., Hughes, J.J., 2021. Climate change impacts on cultural heritage: a literature review. WIREs Climate Change 12 (4). https://doi.org/10.1002/wcc.710.
Shah, V., Jacob, D.J., Moch, J.M., Wang, X., Zhai, S., 2020. Global modeling of cloud water acidity, precipitation acidity, and acid inputs to ecosystems. Atmos. Chem. Phys. 20 (20), 12223-12245. https://doi.org/10.5194/acp-20-12223-2020.
Silva, H.E., Henriques, F.M.A., 2015. Preventive conservation of historic buildings in temperate climates. The importance of a risk-based analysis on the decision-making process. Energ. Buildings 107, 26-36. https://doi.org/10.1016/j. enbuild.2015.07.067.

Spezzano, P., 2021. Mapping the susceptibility of UNESCO World Cultural Heritage sites in Europe to ambient (outdoor) air pollution. Sci. Total Environ. 754, 142345 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142345.
The weather Company. (2023). The Weather Channel. Retrieved from The Weather Channel. Retrieved from https://weather.com/es/forecast/air-quality.
Tidblad, J., Kucera, V., Mikhailov, A.A., Henriksen, J., Kreislova, K., Yates, T., Stöckle, B., Schreiner, M., 2001. UN ECE ICP materials: dose-response functions on dry and wet acid deposition effects after 8 years of exposure. Water Air Soil Pollut. 130 (1/4), 1457-1462. https://doi.org/10.1023/A:1013965030909.
Tidblad, J., Kucera, V., Ferm, M., Kreislova, K., Brüggerhoff, S., Doytchinov, S., Screpanti, A., Grøntoft, T., Yates, T., De La Fuente, D., Roots, O., Lombardo, T., Simon, S., Faller, M., Kwiatkowski, L., Kobus, J., Varotsos, C., Tzanis, C., Krage, L., Schreiner, M., Melcher, M., Grancharov, I., Karmanova, N., 2012. Effects of air pollution on materials and cultural heritage: ICP materials celebrates 25 years of research. Int. J. Corros. 1-16. https://doi.org/10.1155/2012/496321.
Turcotte, D., & Schubert, G. (2002). Geodynamics. 2nd edn. Geol. Mag., 139(6), 719-723. doi:https://doi.org/10.1017/S0016756802217239.
UNESCO, 2006. Climate Change and World Heritage. Augustin Colette, Climate Change Consultant. UNESCO, Paris, France.
Valagussa, A., Frattini, P., Crosta, G., Spizzichino, D., Leoni, G., Margottini, C., 2021. Multi-risk analysis on European cultural and natural UNESCO heritage sites. Nat. Hazards 105 (3), 2659-2676. https://doi.org/10.1007/s11069-020-04417-7.
Vet, R., Artz, R.S., Carou, S., Shaw, M., Ro, C.-U., Aas, W., Baker, A., Bowersox, V.C., Dentener, F., Galy-Lacaux, C., Hou, A., Pienaar, J.J., Gillett, R., Forti, M.C., Gromov, S., Hara, H., Khodzher, T., Mahowald, N.M., Nickovic, S., Reid, N.W., 2014. A global assessment of precipitation chemistry and deposition of sulfur, nitrogen, sea salt, base cations, organic acids, acidity and pH , and phosphorus. Atmos. Environ. 93, 3-100. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2013.10.060.
Vidal, F., Vicente, R., Mendes Silva, J., 2019. Review of environmental and air pollution impacts on built heritage: 10 questions on corrosion and soiling effects for urban intervention. J. Cult. Herit. 37, 273-295. https://doi.org/10.1016/j. culher.2018.11.006.
Wang, X., Li, H., Wang, Y., Zhao, X., 2022. Assessing climate risk related to precipitation on cultural heritage at the provincial level in China. Sci. Total Environ. 835, 155489 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155489.
Zheng, J., Zhang, R., Fortner, E. C., Volkamer, R. M., Molina, L., Aiken, A. C., Jimenez, J. L., Gaeggeler, K., Dommen, J., Dusanter, S., Stevens, P. S., and Tie, X. (2008). Measurements of HNO₃ and N₂O₅ using ion drift-chemical ionization mass spectrometry during the MILAGRO/MCMA2006 campaign. Atmos. Chem. Phys., 8(22), 6823-6838. doi:https://doi.org/10.5 194/аср-8-6823-2008.