Wyraźniejszy widok na jakość powietrza w Wielkich Jeziorach
Naukowcy i organy regulacyjne wykorzystują dane satelitarne i niestandardowe modele NASA do monitorowania zanieczyszczenia ozonem.
Złożona bryza jeziorna i lądowa oraz różnice ciśnienia atmosferycznego w regionie Wielkich Jezior Ameryki Północnej mogą powodować wysoki poziom zanieczyszczenia ozonem, który jest trudny do monitorowania lub przewidywania. Ostatnio eksperci ds. jakości powietrza zaczęli włączać więcej danych satelitarnych i niestandardowe modele NASA, aby lepiej śledzić to zanieczyszczenie. Ich celem jest lepsze informowanie lokalnych decydentów o tym, jak poprawić jakość powietrza.
Federalne normy jakości powietrza mają na celu ochronę społeczeństwa przed szkodliwym poziomem ozonu w warstwie przyziemnej, między innymi zanieczyszczeniami. Najbardziej zagrożone są dzieci (ponieważ ich płuca wciąż się rozwijają); populacje starsze; osoby z istniejącymi chorobami płuc; i ludzi aktywnych na świeżym powietrzu. Kiedy poziomy zanieczyszczenia powietrza przekraczają normy określone przez Agencję Ochrony Środowiska (EPA), mogą zaostrzyć choroby płuc, takie jak rozedma płuc i przewlekłe zapalenie oskrzeli, zwiększając jednocześnie częstotliwość ataków astmy.
Niedawno Konsorcjum Dyrektorów Powietrznych Jeziora Michigan (LADCO) i Departament Zasobów Naturalnych stanu Wisconsin połączyły siły z naukowcami NASA, aby poprawić dokładność i rozdzielczość przestrzenną ocen jakości powietrza w stanach Illinois, Indiana, Michigan, Minnesota, Ohio i Wisconsin. Ich celem było zintegrowanie większej liczby zestawów danych przy jednoczesnym opracowaniu modeli o mniejszej skali cyrkulacji ozonu w regionie.
Powyższa mapa pokazuje przewidywane stężenia ozonu wokół jeziora Michigan w dniu 2 czerwca 2017 r., w dniu wysokiego ozonu, który został zidentyfikowany podczas badania ozonowego jeziora Michigan w NASA.
„Wcześniej LADCO przeprowadzało symulacje jakości powietrza z Agencją Ochrony Środowiska z rozdzielczością 12 kilometrów” – powiedział Brad Pierce, członek finansowanego przez NASA zespołu nauk stosowanych w dziedzinie zdrowia i jakości powietrza (HAQAST). „Udało nam się poprawić tę rozdzielczość, zwiększając ją do 1,3 kilometra i zwiększając dokładność symulacji o ponad 30 procent”.
Tworzenie modeli, które prawidłowo odwzorowują wyjątkową pogodę wzdłuż brzegów jeziora Michigan, nie jest łatwym zadaniem, zauważył Zac Adelman, dyrektor wykonawczy LADCO. Ozon w warstwie przyziemnej powstaje, gdy zanieczyszczenia pochodzące z samochodów, ciężarówek i elektrowni zasilanych paliwami kopalnymi wchodzą w interakcję ze światłem słonecznym. Różnice w pobliskich temperaturach wody i powietrza, wiatrach na lądzie i na morzu oraz ciśnieniu atmosferycznym mogą koncentrować ten ozon i inne zanieczyszczenia w zlokalizowanych kieszeniach.
„Przetestowaliśmy wiele różnych zestawów danych powierzchniowych z NASA i NOAA, aby dowiedzieć się, w jaki sposób możemy je połączyć, aby uzyskać najdokładniejsze oszacowanie warunków meteorologicznych, które wpływają na te stężenia ozonu”, powiedział Jason Otkin, główny badacz projektu i współpracownik naukowy w Uniwersytet Wisconsin-Madison.
Satelity NASA, takie jak Terra i Aqua, zapewniają standaryzowane pomiary satelitarne zmiennych środowiskowych, takich jak temperatura powierzchni jeziora i roślinność. Dane te uzupełniają obserwacje wiatru i pogody z NOAA oraz naziemne monitorowanie zanieczyszczenia z EPA i agencji państwowych. Zespół badawczy dodał również dane na temat wilgotności gleby i temperatury powierzchni ziemi z Systemu Informacji o Ziemi NASA oraz Centrum Badań i Przemian Krótkoterminowych (SPoRT), które integruje dane z misji SMAP (Soil Moisture Active Passive) i serii GOES NOAA satelity.
Pracując bezpośrednio z użytkownikami końcowymi, zespół HAQAST dostosował i udoskonalił modele ozonu dla regionu w oparciu o informacje zwrotne i obserwacje naziemne w czasie rzeczywistym od pracowników LADCO. „Najskuteczniejsze partnerstwa to takie, w których nie tylko rzucasz coś przez płot, ale pracujesz z użytkownikiem, uwzględniasz jego opinie i faktycznie dajesz mu w pełni funkcjonalne narzędzie, które jest naprawdę dostosowane do jego potrzeb” – powiedział Pierce. „To właśnie udało nam się tutaj zrobić”.
Zdjęcie z Obserwatorium Ziemi NASA wykonane przez Lauren Dauphin, wykorzystujące dane od R. Bradleya Pierce’a na zlecenie projektu Lake Michigan Ozone Study. Opowieść Lii Poteet z NASA Earth Applied Sciences z Mikem Carlowiczem.
Zobacz również nasze szczegółowe prognozy:
