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May 16, 2024

Der neue Luftverschmutzungssatellit der NASA wird stündliche Updates liefern

Werbung Unterstützt von: Eine neue Mission wird stündliche Aktualisierungen der Luftqualität in den Vereinigten Staaten liefern. Von Delger Erdenesanaa Als Wissenschaftler das Instrument an Bord eines neuen Satelliten einschalteten

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Eine neue Mission wird stündliche Aktualisierungen der Luftqualität in den Vereinigten Staaten liefern.

Von Partner Erdenesanaa

Als Wissenschaftler diesen Sommer das Instrument an Bord eines neuen Satelliten einschalteten, erhielten sie eine Vorschau auf die bald landesweit erste kontinuierliche Aufzeichnung der Luftverschmutzung.

Der Satellit bleibt über Nordamerika geparkt und versorgt Wissenschaftler tagsüber stündlich mit Updates zur Luftverschmutzung im ganzen Land. Am Donnerstag veröffentlichten Forscher ihre ersten Bilder, die Veränderungen der Stickstoffdioxidbelastung über den Vereinigten Staaten im Laufe eines Tages zeigen.

„Es ist wirklich aufregend zu sehen, wie das Instrument wie erwartet funktioniert“, sagte Xiong Liu, stellvertretender Missionsdirektor und Physiker am Center for Astrophysics der Harvard University und der Smithsonian Institution. Das Satelliteninstrument namens TEMPO wird auch mehrere andere Schadstoffe messen können.

Die Bilder stammen aus einem Sommer mit außergewöhnlich schlechter Luftqualität in den Vereinigten Staaten, in dem der Rauch von Waldbränden mehrere Städte und Regionen bedeckt. Aber bereits vor diesem Sommer, im letzten Jahrzehnt oder so, begannen die Verbesserungen der Luftqualität, die die Amerikaner seit der Verabschiedung des Clean Air Act im Jahr 1970 genossen hatten, ein Plateau zu erreichen.

Obwohl sich die Luftverschmutzung im Laufe der Jahre verbessert hat, „lebt ein Drittel der Amerikaner immer noch unter ungesunder Luftverschmutzung“, sagte Dr. Liu.

Stickstoffdioxid entsteht bei der Verbrennung von Kraftstoff und verursacht durch chemische Reaktionen in der Luft andere Arten von Schadstoffen. Die Bilder zeigen deutliche Hotspots des Gases rund um Großstädte, mit höheren Werten morgens und abends, wenn mehr Verkehr herrscht.

Zusätzlich zu ihrem Blick auf die Erde über den neuen Satelliten reisten Wissenschaftler im Juli und August zu Fuß und in Forschungsflugzeugen durch das ganze Land, um in einer eng choreografierten Inszenierung zu verstehen, warum sich die Luftqualität nicht mehr verbesserte.

Da Schadstoffe mit dem Wind schnell Tausende von Kilometern zurücklegen können, war es für Wissenschaftler schwierig, die größten Verschmutzungsquellen auf nationaler Ebene zu bestimmen. Die stündlichen Aktualisierungen von TEMPO werden voraussichtlich ein „echter Game Changer“ sein, da sie Forschern die Möglichkeit geben, die Luftverschmutzung von ihrer Quelle aus zu verfolgen, sagte Brian McDonald, ein Umweltingenieur bei der National Oceanic and Atmospheric Administration, der die Feldforschung dieses Sommers mit dem Satelliten koordiniert .

Der Autoverkehr war in der Vergangenheit einer der Hauptverursacher der Luftverschmutzung, aber strengere Emissionsnormen für Kraftfahrzeuge haben die Schadstoffbelastung durch das Autofahren verringert. Gleichzeitig sei die relative Bedeutung von Konsumgütern und Materialien wie Farben und Pestiziden gestiegen, die Schadstoffe, sogenannte flüchtige organische Verbindungen, ausstoßen, erklärte Dr. McDonald.

Diese Verbindungen reagieren mit Stickstoffdioxid in der Luft und erzeugen schädliches bodennahes Ozon, das mancherorts, insbesondere in Kalifornien und in großen Ballungsräumen im ganzen Land, hartnäckig hoch bleibt. Während die Ozonschicht hoch oben in der Atmosphäre uns vor krebserregender ultravioletter Strahlung schützt, kann Ozon in Bodennähe Atemwegserkrankungen wie Asthma, Bronchitis und Emphysem verschlimmern oder verursachen.

Ein weiteres anhaltendes Problem ist die Feinstaubbelastung, die aus mikroskopisch kleinen Partikeln besteht, die klein genug sind, um in den Blutkreislauf zu gelangen und Herz- und Lungenerkrankungen, Schlaganfälle und in schweren Fällen sogar einen vorzeitigen Tod zu verursachen. Diese Verschmutzung, auch PM2,5 genannt, nahm nach Jahren des Rückgangs um 2016 wieder zu.

Laut einer im vergangenen Herbst veröffentlichten Studie scheinen Waldbrände, die immer häufiger und heftiger werden, da der Klimawandel heißere und trockenere Bedingungen schafft, die Hauptursache für diese Umkehrung zu sein.

Diese Forschung stützte sich auf einen älteren Satelliten, der tägliche Messungen liefert, sagte Marshall Burke, Professor für Umweltpolitik an der Stanford University und einer der Autoren der Studie. Derzeit verlassen er und seine Kollegen sich stark auf Computermodelle darüber, wie sich Schadstoffe mit dem Wind bewegen, um die Lücken zwischen tatsächlichen Beobachtungen zu schließen.

Dr. Burke, der nicht an der TEMPO-Mission beteiligt ist, freut sich auf stündliche Daten vom Satelliten, die „eher einem Video“ ähneln werden, sagte er. „Da man immer mehr Bilder hat, ist es viel einfacher, die Karte der Herkunft der Dinge auszufüllen“, fügte er hinzu.

TEMPO wird in der Lage sein, die Luftverschmutzung mit einer Auflösung von etwa vier Quadratmeilen zu verfolgen. Hier kommen die koordinierten Flüge, Autofahrten und Spaziergänge dieses Sommers ins Spiel.

„Die Daten aus diesen Feldkampagnen wirken wie ein Decoderring“ für das Satelliteninstrument, sagte Tracey Holloway, Professorin für Energieanalyse und -politik an der University of Wisconsin-Madison, die sich mit Luftqualität befasst, aber nicht an diesem Projekt beteiligt ist.

Einer der Orte, an denen Wissenschaftler Daten auf granularer lokaler Ebene sammeln, ist New York City. Selbst Städte, die ihre Luft routinemäßig überwachen, verfügen normalerweise nicht über genügend Ausrüstung, um alle Stadtteile abzudecken. Das ist ein Problem, denn innerhalb einzelner Städte oder Regionen ist die Luftverschmutzung tendenziell ungleich verteilt.

Seit Ende Juli sind ein Dutzend Forscher der NOAA unter der Leitung von Audrey Gaudel von der University of Colorado Boulder und Prathap Ramamurthy vom City College of New York abwechselnd zu zweit durch die Stadt gelaufen und haben einen Rucksack voller summender Luftqualität dabei Sensoren. Zuschauer fragten häufig, ob die Wissenschaftler angeln gingen, wegen der langen, dünnen Röhren, die aus dem Rucksack herausragen und Luftproben ansaugen.

Jeden Tag verfolgte ein Kollege die Flugrouten der NASA-Forschungsflugzeuge und informierte sie über WhatsApp, damit die Wanderer unter den Flugzeugen hindurchgehen konnten. Die Datensätze würden später verglichen. Die Forscher haben ein Dutzend Routen abgedeckt und dabei darauf geachtet, wirtschaftlich benachteiligte Viertel und Viertel mit mehr farbigen Bewohnern einzubeziehen. Diese Gebiete sind häufig einer unverhältnismäßig hohen Luftverschmutzung ausgesetzt, es liegen jedoch nur spärliche Daten vor.

„Wir hoffen auf bessere Modelle und bessere Vorhersagen auf Straßenebene“, sagte Yoshira Ornelas Van Horne, Professorin für Umweltgesundheit an der Columbia University und weitere TEMPO-Mitarbeiterin.

Die Analyse aller Daten wird einige Monate dauern, aber die Wanderungen selbst haben bereits den Zusammenhang zwischen Klimawandel und Luftqualität deutlich gemacht. (Dr. Ramamurthy sagte, einige der stundenlangen Spaziergänge im Hochsommer seien „schrecklich“.) Höhere Temperaturen gehen im Allgemeinen mit einer höheren Ozonbelastung einher, und am heißesten Tag der Probenahme stiegen die Ozonwerte über die vom Gesetzgeber festgelegten nationalen Standards Environmental Protection Agency, bemerkte Dr. Gaudel.

Daten des TEMPO-Satelliten sollen im Frühjahr 2024 der breiten Öffentlichkeit zur Verfügung stehen. Mittlerweile haben sich mehr als 400 Nutzer, darunter viele Landes- und Bundesbehörden, als „Early Adopters“ angemeldet.

Forscher des Mount Sinai Health System in New York wollen mithilfe von TEMPO-Daten untersuchen, wie sich Luftschadstoffe auf die Asthmasymptome von Kindern auswirken. Das Connecticut Bureau of Air Management plant, die Daten zu nutzen, um zu untersuchen, woher die ungewöhnlich hohe Ozonbelastung des Staates kommt.

Dr. Ornelas Van Horne hofft, dass die Forschung dieses Sommers den politischen Entscheidungsträgern die Informationen liefern wird, die sie benötigen, um etwas gegen die anhaltenden Luftqualitätsprobleme des Landes zu unternehmen. „Wir sind uns alle einig, dass Luftverschmutzung schlecht ist“, sagte sie.

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