Gdybyście musieli zgadnąć, która część Stanów Zjednoczonych ma najgorsze zanieczyszczenie powietrza - gdzie wiatry i topografia spiskują z oparami z pojazdów napędzanych benzyną, aby stworzyć powietrzny szambo - miejsca takie jak Los Angeles, Atlanta, a ostatnio Salt Lake City, prawdopodobnie przyszedłoby mi do głowy. Rzeczywistość może być zaskoczeniem. Według agencji ochrony środowiska bukoliczna dolina San Joaquin w Kalifornii jest „domem o najgorszej jakości powietrza w kraju”.
Nieprzypadkowo dolina San Joaquin jest również najbardziej produktywnym regionem rolniczym na świecie i największym regionem produkującym nabiał w kraju. Ciężkie samochody z silnikiem Diesla nieustannie szumią w dolinie, emitując 14 ton ozonu gazów cieplarnianych dziennie, a karma dla zwierząt wyrzuca aż 25 ton ozonu podczas jego fermentacji, zgodnie z badaniem z 2010 roku. Ponadto, zgodnie z okręgiem kontroli zanieczyszczenia powietrza w dolinie San Joaquin Valley, gorące letnie temperatury zachęcają do tworzenia się ozonu na poziomie gruntu. Zanieczyszczenia spływają również z Zatoki, a góry Sierra Nevada na wschodzie pomagają uwięzić wszystkie te zanieczyszczenia w pobliżu dna doliny. Pył zawieszony, który tworzy gęsty szarobrązowy smog wiszący nad doliną, ma ogromne znaczenie - jest powiązany z chorobami serca, astmą z dzieciństwa i innymi warunkami oddechowymi.
Kiedy więc NASA opracowało nowe, pięcioletnie badanie jakości powietrza, które ma pomóc w dokładnym dostrojeniu wysiłków w celu dokładnego pomiaru zanieczyszczenia i gazów cieplarnianych z kosmosu, skierowano je na dolinę San Joaquin. „Kiedy próbujesz zrozumieć problem, udajesz się tam, gdzie problem jest najbardziej oczywisty”, powiedział główny badacz badania, Jim Crawford w wywiadzie. Dla Crawforda brudne powietrze nad doliną może być ważne dla oceny wpływu działalności człowieka na zmiany klimatu. „Zmiany klimatu i jakość powietrza są tak naprawdę związane z tym samym rdzeniem w tym sensie, że jakość powietrza jest krótkoterminowym skutkiem wpływu człowieka, a zmiana klimatu długoterminowym” - powiedział Crawford.
W styczniu i lutym NASA wysłała dwa samoloty badawcze w niebo nad doliną San Joaquin w celu zebrania danych na temat zanieczyszczenia powietrza. Jeden samolot leciał na wysokości nad doliną w ciągu dnia, uzbrojony w zdalne czujniki, podczas gdy drugi samolot krążył w górę i w dół doliny, okresowo spiralnie w dół w kierunku ziemi, aby porównać zanieczyszczenia na wyższych i niższych wysokościach. Balony pogodowe były również używane do pomiarów na poziomie gruntu.
Dane NASA zebrane w eksperymencie były podobne do tego, co satelity widzą z kosmosu: obecność ozonu, drobnych cząstek, dwutlenku azotu i formaldehydu (prekursorów zanieczyszczeń i ozonu) oraz tlenku węgla (który ma średni okres życia wynoszący miesiąc i może być wykorzystywane do obserwowania transportu zanieczyszczeń). Ale satelity mają ograniczone możliwości wykrywania jakości powietrza. „Prawdziwy problem z satelitami polega na tym, że obecnie nie są one wystarczająco ilościowe”, powiedział Crawford dla Surishing Science. „Mogą pokazywać z grubsza, skąd się biorą rzeczy, ale nie potrafią powiedzieć, ile ich jest”.
Satelity nie mogą również rozróżniać zanieczyszczenia na poziomie gruntu od tego, co istnieje wyżej w atmosferze. Ponadto okrążają tylko raz dziennie, a jeśli nie jest to wczesnym rankiem, kiedy osoby dojeżdżające do pracy intensywnie spalają paliwa kopalne, lub późnym popołudniem, gdy emisje się pogorszyły, a jakość powietrza jest najgorsza, naukowcy nie mieć jasny obraz tego, w jaki sposób można uzyskać złe zanieczyszczenie. Stacje monitorowania na ziemi są również ograniczone. Zapewniają naukowcom wąski obraz, który nie obejmuje powietrza znajdującego się powyżej stacji monitorującej, ani zrozumienie, w jaki sposób powietrze miesza się i porusza. Badania przeprowadzone przez NASA, szczególnie te zebrane przez spiralny samolot, wypełniają te luki.
Dane z lotów będą również wykorzystywane w połączeniu z przyszłymi satelitami. „To, do czego dążymy, to satelita geostacjonarny, który będzie wpatrywał się w Amerykę przez cały dzień”, powiedział Crawford dla Surishing Science. Satelity geostacjonarne - które będą w stanie zmierzyć ogólny poziom zanieczyszczenia - mogą unosić się nad jedną pozycją, ale podobnie jak obecne satelity, badacze potrzebują danych pomocniczych z samolotów opisujących, w jaki sposób zanieczyszczenie przemieszcza się nad powierzchnią Ziemi, tak jak te wydobyte z doliny San Joaquin, aby pomagają sprawdzać i interpretować to, co widzą satelity. „Satelita nigdy nie będzie działał w izolacji, a stacja naziemna nie zrobi wystarczająco dużo” - powiedział Crawford.
Ale najpierw badania zostaną włączone do modeli komputerowych o jakości powietrza, które pomogą zlokalizować źródła emisji. Zdaniem Crawforda wiedza o tym, w jaki sposób źródła współpracują ze sobą, aby przyczynić się do złej jakości powietrza, gdzie zanieczyszczenie i dokładnie w jakim stopniu uderza, jest priorytetem EPA, która ustanawia przepisy dotyczące jakości powietrza i agencje państwowe, które je egzekwują. Dane będą informować o ich strategiach ograniczania emisji i oczyszczania powietrza przy minimalnym wpływie na gospodarkę i inne problemy związane z jakością życia. „Prognozy jakości powietrza są świetne”, mówi Crawford. „Ale w pewnym momencie ludzie zapytają:„ Dlaczego nie robimy czegoś w tej sprawie? ” Odpowiedź brzmi: my jesteśmy. ”Naukowcy przeprowadzili podobne loty nad rejonem Waszyngtonu i planują wiadukty z Houston i prawdopodobnie Denver w nadchodzących latach.
Jedno jest pewne: dane potrzebne do działania są bardzo potrzebne. W 2011 r. Sequoia i Kings Canyon National Park, na wschodnim krańcu doliny, naruszyły krajowy standard jakości powietrza EPA przez 87 dni w roku, a Fresno przekroczyło standardowe 52 dni. Dokładne określenie, skąd pochodzi zanieczyszczenie i kto jest odpowiedzialny - cel badania - przejdzie długą drogę do oczyszczenia powietrza, że tak powiem.
