NASA の新しい大気汚染衛星は 1 時間ごとに最新情報を提供します

この夏、科学者たちが新しい人工衛星に搭載してこの装置を実行したとき、間もなく国内の大気汚染に関する初の連続記録となる内容のプレビューを入手した。

この衛星は北米上空に停泊し、科学者に全国の大気汚染に関する最新情報を日中毎時間提供する予定だ。 木曜日、研究者らは、1日にわたる米国の二酸化窒素汚染の変化を示す最初の画像を発表した。

ハーバード大学とスミソニアン博物館が運営する天体物理学センターの副ミッションディレクターで物理学者のシオン・リウ氏は、「この装置が期待どおりに機能するのを見るのは本当に興奮する」と語った。 TEMPOと呼ばれる衛星計測器は、他の多くの汚染物質も測定できるようになる。

この画像は、米国の大気環境が非常に悪い夏に撮影されたもので、山火事の煙が複数の都市や地域を覆っています。 しかし、この夏以前から、1970 年に大気浄化法が可決されて以来、過去 10 年ほどにわたり、アメリカ人は大気の質の向上を享受してきました。 頭打ちになり始めた。

リュー博士は、大気汚染は長年にわたって改善されてきたものの、「アメリカ人の3分の1は依然として不健康なレベルの大気汚染を抱えて暮らしている」と述べた。

二酸化窒素は燃料の燃焼によって発生し、空気中での化学反応を通じて他の種類の汚染を引き起こします。 画像には、主要都市周辺に明確なガスホットスポットがあり、交通量が増える朝と夕方にガスレベルが高くなることが示されています。

新しい衛星で地球を見下ろすことに加えて、科学者たちはこの7月と8月に徒歩や調査飛行機で国中を飛び回り、大気の質が改善しない理由を理解しようと綿密に設計された作品を制作した。

汚染物質は風によって何千マイルも運ばれる可能性があるため、科学者にとって国家規模での最大の汚染源を特定することは困難でした。 TEMPOの毎時更新は、研究者が大気汚染の発生源を追跡できるようにする上で「真の変革」になると期待されている、と米国海洋大気庁の環境技術者で、今夏の衛星による現地調査を調整しているブライアン・マクドナルド氏は語った。 。 。

歴史的に、自動車交通は大気汚染の最大の原因の 1 つでしたが、自動車の排出基準が厳しくなったことで、自動車の運転による大気汚染は減少しました。 同時に、揮発性有機化合物（VOC）として知られる汚染物質を放出する塗料や殺虫剤などの製品や消耗品の相対的な重要性が高まっているとマクドナルド博士は説明した。

これらの化合物は空気中の二酸化窒素と反応して地上に有害なオゾン層を形成し、重大な影響を及ぼします。 所々頑固に高いままだった、特にカリフォルニアと全国の主要都市圏で。 大気中の高層オゾン層は、発がん性の原因となる紫外線から私たちを守ってくれますが、地上付近にあるオゾンは、喘息、気管支炎、肺気腫などの呼吸器疾患を悪化させたり、引き起こしたりする可能性があります。

もう一つの根深い問題は、粒子状物質汚染です。粒子状物質は、血流に入り込み、心臓や肺の病気、脳卒中、さらには重篤な場合には早期死亡を引き起こすほど小さな微粒子で構成されています。 PM2.5としても知られるこの汚染は、数年間減少した後、2016年頃から再び増加し始めました。

昨秋に発表された研究によると、気候変動により暑さと乾燥が増しているため、山火事の頻度と激しさが増していることが、この逆転の主な理由であるようだという。

この研究は、毎日の測定値を提供する古い衛星に依存していると、スタンフォード大学の環境政策教授で研究著者の一人であるマーシャル・バーク氏は述べた。 現在、彼と彼の同僚は、実際の観察の間のスペースを埋めるために、汚染物質が風に乗ってどのように移動するかを示すコンピューターモデルに大きく依存しています。

TEMPOミッションには関与していないバーク博士は、衛星から「ビデオに似た」時間ごとのデータを取得できることを楽しみにしていると述べた。 「画像が増えれば増えるほど、その物がどこから来たのかを地図に記入するのがずっと簡単になります」と彼は付け加えた。

TEMPO は、約 4 平方マイルの精度で大気汚染を追跡できるようになります。 この夏は、調整されたフライト、ドライブ、ウォーキングが登場します。

ウィスコンシン大学マディソン校のエネルギー分析と政策の教授で大気質を研究しているが、このプロジェクトには関与していないトレイシー・ホロウェイ氏は、「これらのフィールドキャンペーンからのデータは衛星のデコーダーループとして機能する」と述べた。

科学者がミクロローカルレベルでデータを収集する場所の 1 つはニューヨーク市です。 定期的に空気を監視している都市でも、通常、すべての地域をカバーするのに十分な機器はありません。 個々の都市や地域内では大気汚染が不均一に分布する傾向があるため、これは問題です。

7月下旬以来、米国海洋大気庁（NOAA）のオードリー・ゴウデル氏とプラタップ・ラママーシー氏率いる数十人の研究者が、大気質センサーが詰まったバックパックを背負って、2人1組で交代で街中を歩いている。 空気サンプルを吸い込むためにパッケージから突き出た細長いチューブのせいで、見物人はしばしば科学者が釣りに行くのではないかと疑問に思った。

毎日、同僚が NASA 研究機の飛行経路を追跡し、ハイカーが飛行機の下を歩けるように WhatsApp で最新情報を提供していました。 データセットは後で比較されます。 研究者らは数十のトラックを調査し、経済的に恵まれない地区や有色人種の人口が多い地区も確実に含めた。 これらの地域はしばしば不均衡な大気汚染に直面していますが、そのデータはまばらです。

「街頭レベルでより良いモデルとより良い予測ができることを願っています」とコロンビア大学の環境衛生教授でTEMPOのもう一人の協力者であるヨシラ・オルネラス・ヴァン・ホーン氏は語った。

すべてのデータを分析するには数か月かかりますが、散歩自体はすでに気候変動と大気の質の関係を明らかにしています。 （ラママーシー博士は、真夏の長時間のウォーキングは「ひどい」と語った。） 一般に、気温が高いほどオゾン汚染のレベルが高くなり、最も暑いサンプリング日には、オゾンの測定値が政府が定めた国家基準を上回りました。 ゴウデル博士は環境保護庁を指摘した。

TEMPO 衛星からのデータは、2024 年の春に一般公開される予定です。その間、いくつかの州および連邦政府機関を含む 400 人以上のユーザーが「初期ユーザー」として登録しています。

ニューヨークのマウント・サイナイ・ヘルス・システムの研究者は、TEMPO データを使用して、大気汚染物質が子供の喘息の症状にどのような影響を与えるかを研究する予定です。 大気省コネチカット事務所は、このデータを利用して州の異常に高いオゾン汚染の原因を調査する予定だ。

オルネラス・ヴァン・ホーン博士は、この夏の研究によって、この国の未解決の大気質問題について何らかの行動を起こすために必要な情報が意思決定者に提供されることを期待している。 「大気汚染が悪いということには誰もが同意します」と彼女は言う。