Pomiar eksportu zanieczyszczeń z Azji

Naukowcy zajmujący się atmosferą od dawna wiedzą, że zanieczyszczenie powietrza przemieszcza się na ogromne odległości i jest zjawiskiem globalnym. Teraz naukowcy z NASA Goddard Space Flight Center przeprowadzili pierwsze w historii satelitarne pomiary aerozoli zanieczyszczeń transportowanych z Azji Wschodniej do Ameryki Północnej.

Mglisty dzień: Instrument MODIS uchwycił gęsty pas smogu lub pyłu (lub obu) nad Morzem Japońskim 11 marca. Zdjęcie przedstawia pióropusz wiejący u wybrzeży Chin, Korei Północnej i Korei Południowej, zmierzający w kierunku Japonii. Pióropusz jest półprzezroczysty, szary, kontrastujący z jasnymi białymi chmurami na wschodzie.

Naukowcy przeanalizowali dane satelitarne z czterech lat i stwierdzili, że ilość zanieczyszczeń docierających do Ameryki Północnej odpowiada 15 procentom lokalnych emisji w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie. To znacząca liczba, mówi Hongbin Yu, naukowiec z Uniwersytetu Maryland w Baltimore, który pracuje w NASA Goddard i prowadził badania.

Oznacza to, że każda redukcja naszych emisji może zostać zrekompensowana przez aerozole zanieczyszczeń pochodzące z Azji Wschodniej i innych regionów, mówi Yu. Nowe badanie zostanie opublikowane w kwietniu br Amerykańska Unia Geofizyczna 's Dziennik Badań Geofizycznych.

Badania prowadzono w latach 2002-2005, wykorzystując pomiary z instrumentu satelitarnego zwanego spektroradiometrem obrazowania średniej rozdzielczości ( MODA ) na pokładzie NASA Satelita Ziemi . Przyrząd mierzy odbijające promieniowanie słoneczne oraz emitowane promieniowanie cieplne z powierzchni ziemi i atmosfery.

Multimedia

• Zobacz film z transportu zanieczyszczeń przez Północny Pacyfik.

„Instrument satelitarny może obserwować 36 różnych długości fal widma słoneczno-ziemskiego i robi to z lepszą rozdzielczością przestrzenną niż poprzednie instrumenty satelitarne”, mówi Lotaryngia Remer , naukowiec fizyczny i członek zespołu naukowego MODIS w Goddard.

Na potrzeby badania naukowcy zmierzyli odbite promieniowanie słoneczne przy siedmiu różnych długościach fal. Możliwość zobaczenia różnych kolorów widma pozwala naukowcom na dokładniejsze rozróżnianie rodzajów cząstek niż w przypadku starszych czujników, mówi Remer.

Niektóre cząstki pochłaniają takie rzeczy, jak czarny węgiel wydobywający się ze spalin z silnika Diesla, dzięki czemu mają czarny kolor, mówi Ronalda Prinna , profesor nauk o atmosferze i dyrektor Center for Global Change Science na MIT. Cząsteczki wytwarzane z siarki pochodzącej ze spalania węgla są bardzo jasnobiałe. Możesz przyjrzeć się wielu kolorom… a także uzyskać informacje o składzie i gęstości.

Przyrząd jest w stanie odróżnić zanieczyszczenia spowodowane przez człowieka od naturalnie występujących cząstek na podstawie wielkości. Naturalnie występujący pył i sól morska są zazwyczaj większe niż cząsteczki aerozolu emitowane ze źródeł spalania, pożarów lasów, samochodów i przemysłu, mówi Remer.

Instrument MODIS działa poprzez skanowanie szerokiego obszaru Ziemi – około 2300 kilometrów – i zliczanie liczby fotonów, które otrzymuje, zamieniając je na sygnały elektryczne. Przyrząd może zmierzyć całą ziemię w jeden dzień.

MODIS wykonuje lepszą pracę niż oprzyrządowanie lotnicze, ponieważ może obserwować Ziemię przez cały czas, rejestrując zdarzenia, które zdarzają się tylko sporadycznie i akumulując je przez cały rok, mówi Ryszard Honrath , profesor na wydziale inżynierii lądowej i środowiskowej na Michigan Technological University w Houghton. Możemy wykonywać ciągłe pomiary tylko na poziomie gruntu, ale wtedy widać tylko zdarzenia, które uderzają w ziemię, mówi.

Zanieczyszczenie transkontynentalne: Ta grafika przedstawia zanieczyszczenia w atmosferze cząstek stałych, zwłaszcza transportowane z Azji Wschodniej przez Północny Pacyfik w maju 2003 r., co zaobserwowano za pomocą spektroradiometru obrazowania o średniej rozdzielczości (MODIS) na pokładzie satelity Terra. Zanieczyszczenie pyłem jest reprezentowane przez grubość optyczną, w której ciężkie stężenia aerozoli pojawiają się w odcieniach brązu, a ciemniejsze odcienie reprezentują większe stężenia.

Instrument uzyskuje również szczegóły przestrzenne i czasowe, których nigdy nie uzyska się z pomiarów naziemnych, i wychwytuje całe smugi zanieczyszczeń, a nie tylko kilka stacji obserwacyjnych patrzących w górę, mówi Prinn.

Naukowcy z NASA narysowali dwie wirtualne linie na odległości od 20 stopni na północ do 60 stopni na północ i zmierzyli efekt optyczny cząstek przekraczających te linie, mówi Yu. Korzystając z oprogramowania, które stworzył, naukowcy zebrali te dane i zmapowali je, aby zobaczyć globalnie, gdzie znajduje się zanieczyszczenie.

Naukowcy odkryli, że 18 teragramów – prawie 40 miliardów funtów – zanieczyszczeń jest eksportowanych z Azji, a 4,5 teragramów – 10 miliardów funtów, czyli około 25 procent – ​​dociera do Ameryki Północnej rocznie. Mian Chin , naukowiec zajmujący się atmosferą z NASA i współautor badania. Ale przyrząd mierzy całkowitą kolumnę atmosfery i nie ma struktury pionowej, więc nie wiadomo, ile zanieczyszczeń znajduje się na poziomie powierzchni, a ile w powietrzu, mówi Chin.

Mimo tej niepewności naukowcy twierdzą, że prawdopodobnie najbardziej niepokojące jest zanieczyszczenie na dużych wysokościach. Uważamy, że zanieczyszczenia importowane do Ameryki Północnej wpłyną na pogodę i klimat; nie spodziewamy się żadnego dużego wpływu na jakość powietrza, ponieważ cząstki z Azji Wschodniej są eksportowane na dużych wysokościach, mówi Yu.

Bardzo trudno jest obniżyć poziom zanieczyszczeń wytwarzanych przez człowieka do bardzo niskich poziomów, ponieważ zanieczyszczenia pochodzą z innych krajów, których na przykład Agencja Ochrony Środowiska USA nie może kontrolować, mówi Prinn. Zgadza się Honrath: Musisz wziąć pod uwagę przyszły rozwój przemysłu w Azji, jeśli opracujesz dalekosiężne plany osiągnięcia celów w zakresie jakości powietrza w Stanach Zjednoczonych.

ukryć