A NASA új légszennyező műholdja óránkénti frissítést fog nyújtani

Amikor a tudósok ezen a nyáron egy új műhold fedélzetén futtatták a műszert, megtekinthették, mi lesz hamarosan az ország első folyamatos légszennyezettségi rekordja.

A műhold parkolva marad Észak-Amerika felett, és óránként, napközben tájékoztatja a tudósokat a légszennyezésről országszerte. Csütörtökön a kutatók nyilvánosságra hozták első képeiket, amelyek egy nap leforgása alatt a nitrogén-dioxid-szennyezés változásait mutatják be az Egyesült Államok felett.

„Nagyon izgalmas látni, hogy a műszer a várt módon működik” – mondta Hsziong Liu, a Harvard Egyetem és a Smithsonian Intézet által működtetett Asztrofizikai Központ fizikusa, a küldetés igazgató-helyettese. A TEMPO nevű műholdas műszer sok más szennyezőanyag mérésére is képes lesz.

A képek egy rendkívül rossz levegőminőségű nyáron készültek az Egyesült Államokban, ahol a futótüzek füstje több várost és régiót borít be. De még a nyár előtt, az elmúlt évtizedben az amerikaiak a levegőminőség javulását élvezték a tiszta levegőről szóló törvény 1970-es elfogadása óta. platósodni kezdtek.

Dr. Liu elmondta, hogy bár a légszennyezettség javult az évek során, „az amerikaiak harmada még mindig egészségtelen légszennyezettséggel él”.

A nitrogén-dioxid az üzemanyag elégetéséből származik, és a levegőben zajló kémiai reakciók révén más típusú szennyezést okoz. A képeken tiszta gázforrások láthatók a nagyobb városok körül, magasabb szinten reggel és este, amikor nagyobb a forgalom.

Amellett, hogy az új műholdon keresztül lenéztek a Földre, a tudósok az elmúlt júliusban és augusztusban gyalogosan és kutatórepülőgépeken is végigjárták az országot egy aprólékosan megtervezett produkcióval, hogy megpróbálják megérteni, miért nem javult a levegő minősége.

Mivel a szél több ezer mérföldre is elszállíthatja a szennyező anyagokat, a tudósok számára nehéz volt országos szinten meghatározni a legnagyobb szennyezőforrásokat. A TEMPO óránkénti frissítései várhatóan „igazi változást jelentenek” abban, hogy a kutatók képesek legyenek nyomon követni a légszennyezést annak forrásánál – mondta Brian McDonald, a National Oceanic and Atmospheric Administration környezetvédelmi mérnöke, aki idén nyáron koordinálja a terepkutatást a műholddal. . .

Történelmileg a gépjárműforgalom volt az egyik legnagyobb légszennyező tényező, de a motoros járművekre vonatkozó szigorúbb kibocsátási előírások csökkentették a vezetésből származó szennyezést. Dr. MacDonald ugyanakkor kifejtette, hogy az illékony szerves vegyületekként (VOC) ismert szennyező anyagokat kibocsátó termékek és fogyóeszközök, például festékek és növényvédő szerek relatív jelentősége megnőtt.

Ezek a vegyületek a levegőben lévő nitrogén-dioxiddal reakcióba lépve a talajszinten káros ózonréteget képeznek, aminek jelentős hatása van. Helyenként makacsul magas maradt, különösen Kaliforniában és országszerte a nagyvárosi területeken. Míg a légkörben magasan található ózonréteg megvéd minket a rákot okozó UV-sugárzástól, a talaj közelében található ózon súlyosbíthatja vagy okozhat légúti betegségeket, például asztmát, hörghurutot és tüdőtágulást.

Egy másik állandó probléma a részecskék szennyeződése, amelyek olyan mikroszkopikus részecskékből állnak, amelyek elég kicsik ahhoz, hogy bejussanak a véráramba, és súlyos esetekben szív- és tüdőbetegségeket, agyvérzést és akár korai halált is okozzanak. Ez a szennyezés, más néven PM2,5, 2016 körül ismét növekedni kezdett, miután évekig tartó csökkenést mutattak.

Egy tavaly ősszel publikált tanulmány szerint az erdőtüzek, amelyek egyre gyakoribbá és intenzívebbé válnak, ahogy az éghajlatváltozás melegebb és szárazabb körülményeket teremt, úgy tűnik, a fő oka ennek a megfordulásnak.

Ez a kutatás egy régi műholdon alapult, amely napi méréseket végez, mondta Marshall Burke, a Stanford Egyetem környezetpolitikai professzora és a tanulmány egyik szerzője. Jelenleg ő és kollégái nagymértékben támaszkodnak számítógépes modellekre arról, hogyan mozognak a szennyező anyagok a széllel, hogy kitöltsék a tényleges megfigyelések közötti űrt.

Dr. Burke, aki nem vesz részt a TEMPO-küldetésben, azt mondta, alig várja, hogy óránkénti adatokat kapjon a műholdtól, ami „hasonló a videóhoz”. „Ahogy egyre több képed van, sokkal könnyebb kitölteni a térképet, hogy honnan származnak a dolgok” – tette hozzá.

A TEMPO körülbelül négy négyzetmérföldes pontossággal tudja majd nyomon követni a légszennyezést. Ezen a nyáron itt jönnek be az összehangolt repülések, autók és séták.

„Az ezekből a helyszíni kampányokból származó adatok dekóder hurokként működnek” a műhold számára – mondta Tracy Holloway, a Wisconsin-Madison Egyetem energiaelemzési és -politikai professzora, aki a levegő minőségét tanulmányozza, de nem vesz részt a projektben.

Az egyik hely, ahol a tudósok mikrolokális szinten gyűjtik az adatokat, New York City. Még azokban a városokban sem, amelyek rendszeresen figyelik a levegőt, általában nincs elegendő felszerelés az összes környék lefedésére. Ez azért probléma, mert az egyes városokon vagy régiókon belül a légszennyezettség általában egyenetlenül oszlik el.

Július vége óta több tucat kutató, Audrey Gowdel és Prathap Ramamurthy, a National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) munkatársa, felváltva járkáltak párban a városban, levegőminőség-érzékelőkkel teli hátizsákot cipelve. A bámészkodók gyakran azon töprengtek, hogy a tudósok horgászni mennének-e a csomagolásból kilógó hosszú, vékony csövek miatt, hogy levegőmintákat szívjanak fel.

Egy kolléga minden nap nyomon követte a NASA kutatórepülőinek repülési útvonalát, és frissítette a WhatsApp-ot, hogy a túrázók a repülőgépek alatt sétálhassanak. Az adatkészleteket egy későbbi időpontban hasonlítják össze. A kutatók több tucat nyomvonalat fedeztek fel, ügyelve arra, hogy a gazdaságilag hátrányos helyzetű városrészeket és a nagyobb színpopulációval rendelkező negyedeket is bevonják. Ezek a régiók gyakran aránytalanul nagy légszennyezéssel szembesülnek, de az adataik ritkák.

„Remélhetőleg jobb modelljeink és jobb előrejelzéseink lesznek utcai szinten” – mondta Yoshira Ornelas van Horn, a Columbia Egyetem környezetegészségügyi professzora és a TEMPO egy másik munkatársa.

Az összes adat elemzése néhány hónapot vesz igénybe, de maguk a séták már rávilágítottak a klímaváltozás és a levegőminőség kapcsolatára. (Dr. Ramamurthy azt mondta, hogy néhány hosszú séta a nyár csúcsán „szörnyű”.) A magasabb hőmérsékletek általában magasabb ózonszennyezéssel járnak, és a legmelegebb mintavételi napon az ózonértékek meghaladták a kormány által meghatározott nemzeti szabványokat. Dr. Gowdel a Környezetvédelmi Ügynökségre mutatott.

A TEMPO műhold adatai állítólag 2024 tavaszán lesznek elérhetők a nagyközönség számára. Időközben több mint 400 felhasználó, köztük több állami és szövetségi ügynökség regisztrált „korai felhasználóként”.

A New York-i Mount Sinai Health System kutatói azt tervezik, hogy a TEMPO adatait felhasználják annak tanulmányozására, hogy a légszennyező anyagok hogyan befolyásolják az asztma tüneteit a gyermekeknél. A Connecticuti Légiügyi Minisztérium azt tervezi, hogy az adatok felhasználásával kivizsgálja az állam szokatlanul magas ózonszennyezettségének forrását.

Dr. Ornelas Van Horn reméli, hogy az idei nyári kutatás olyan információkkal látja el a döntéshozókat, amelyek szükségesek ahhoz, hogy valamit tegyenek az ország megoldatlan levegőminőségi problémáival kapcsolatban. „Mindannyian egyetértünk abban, hogy a levegőszennyezés rossz” – mondta.