211service.com
De export van vervuilende stoffen in Azië meten
Atmosferische wetenschappers weten al lang dat luchtvervuiling grote afstanden aflegt en een wereldwijd fenomeen is. Nu hebben onderzoekers van het Goddard Space Flight Center van NASA de allereerste satellietmetingen uitgevoerd van vervuilingsaërosolen die van Oost-Azië naar Noord-Amerika zijn getransporteerd.
Een wazige dag: Het MODIS-instrument legde op 11 maart een dikke strook smog of stof (of beide) vast boven de Japanse Zee. De afbeelding toont de pluim die voor de kusten van China, Noord-Korea en Zuid-Korea waait en op weg is naar Japan. De pluim is doorschijnend groezelig grijs en contrasteert met de heldere witte wolken in het oosten.
De onderzoekers keken naar satellietgegevens van vier jaar en ontdekten dat de hoeveelheid vervuiling die in Noord-Amerika arriveerde gelijk was aan 15 procent van de lokale emissies van de Verenigde Staten en Canada. Het is een aanzienlijk aantal, zegt Hongbin Yu, een associate research scientist aan de Universiteit van Maryland, in Baltimore, die bij NASA Goddard werkt en het onderzoek leidde.
Dit betekent dat elke vermindering van onze uitstoot kan worden gecompenseerd door de vervuilende aerosolen die uit Oost-Azië en andere regio's komen, zegt Yu. De nieuwe studie wordt in april gepubliceerd in de Amerikaanse Geofysische Unie 's Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek.
Het onderzoek werd uitgevoerd van 2002 tot 2005, waarbij gebruik werd gemaakt van metingen van een satellietinstrument dat de matige resolutie-beeldvormingsspectroradiometer wordt genoemd ( MODE ) aan boord van NASA's Aarde satelliet . Het instrument meet de reflecterende zonnestraling en uitgezonden warmtestraling van het aardoppervlak en de atmosfeer.
Multimedia
Bekijk de video van het transport van vervuiling over de noordelijke Stille Oceaan.
Het op satellieten gebaseerde instrument kan kijken naar 36 verschillende golflengten van het zonne-aardse spectrum, en het doet dit met een betere ruimtelijke resolutie dan eerdere satellietinstrumenten, zegt Lotharingen Remer , een natuurkundige en lid van het MODIS-wetenschappelijke team bij Goddard.
Voor het onderzoek maten de onderzoekers de gereflecteerde zonnestraling op zeven verschillende golflengten. Door verschillende kleuren van het spectrum te kunnen zien, kunnen de onderzoekers de soorten deeltjes nauwkeuriger onderscheiden dan de oudere sensoren, zegt Remer.
Sommige deeltjes absorberen dingen zoals zwarte koolstof die uit de dieseluitlaat komen, waardoor het een zwarte kleur krijgt, zegt Ronald Prins , een professor in de atmosferische wetenschappen en de directeur van het Center for Global Change Science aan het MIT. Deeltjes die worden geproduceerd uit zwavel dat afkomstig is van de verbranding van steenkool, zijn zeer helderwit. Je kunt naar de meerdere kleuren kijken ... en ook informatie krijgen over compositie en dichtheid.
Het instrument kan op basis van grootte onderscheid maken tussen door de mens veroorzaakte vervuiling en natuurlijk voorkomende deeltjes. Natuurlijk voorkomend stof en zeezout zijn doorgaans groter dan aerosoldeeltjes die worden uitgestoten door verbrandingsbronnen, bosbranden, auto's en de industrie, zegt Remer.
Het MODIS-instrument scant een brede strook van de aarde - ongeveer 2.300 kilometer - en telt het aantal fotonen dat het ontvangt door ze om te zetten in elektrische signalen. Het instrument kan in één dag de hele aarde meten.
MODIS doet het beter dan vliegtuiginstrumentatie, omdat het de aarde de hele tijd kan observeren, gebeurtenissen vastlegt die slechts af en toe plaatsvinden en ze over het hele jaar verzamelt, zegt Richard Honrath , een professor in de afdeling civiele en milieutechniek aan de Michigan Technological University, in Houghton. We kunnen alleen continu metingen doen op grondniveau, maar dan zie je alleen gebeurtenissen die de grond raken, zegt hij.
Transcontinentale vervuiling: Deze grafiek toont de vervuiling door deeltjes in de atmosfeer, met name die in mei 2003 vanuit Oost-Azië over de noordelijke Stille Oceaan werd getransporteerd, zoals waargenomen door de gematigde resolutie-beeldvormingsspectroradiometer (MODIS) aan boord van de Terra-satelliet. Vervuiling door deeltjes wordt weergegeven door optische dikte, waarin zware aerosolconcentraties verschijnen in bruine tinten, terwijl donkere tinten grotere concentraties vertegenwoordigen.
Het instrument krijgt ook ruimtelijke en tijddetails die je nooit zou krijgen van metingen op de grond, en het legt de hele vervuilingspluimen vast in plaats van dat er slechts een paar observatiestations naar boven kijken, zegt Prinn.
NASA-onderzoekers trokken twee virtuele lijnen op 20 graden noord tot 60 graden noord, en ze maten het optische effect van de deeltjes terwijl ze die lijnen kruisten, zegt Yu. Met behulp van software die hij maakte, verzamelden de onderzoekers deze gegevens en brachten ze in kaart om wereldwijd te zien waar de vervuiling zich bevindt.
De onderzoekers ontdekten dat 18 teragram - bijna 40 miljard pond aan vervuiling wordt geëxporteerd vanuit Azië, en dat 4,5 teragram - 10 miljard pond, of ongeveer 25 procent - jaarlijks Noord-Amerika bereikt, zegt Mian Chin , een atmosferische wetenschapper bij NASA en een co-auteur van de studie. Maar het instrument meet de totale atmosfeerkolom en heeft niet de verticale structuur, dus het is onbekend hoeveel van de verontreinigende stoffen zich aan de oppervlakte bevinden en hoeveel er zich in de atmosfeer bevinden, zegt Chin.
Ondanks die onzekerheid zeggen de wetenschappers dat de vervuiling op grotere hoogte waarschijnlijk het meest zorgwekkend is. We denken dat de vervuiling die naar Noord-Amerika wordt geïmporteerd, van invloed zal zijn op het weer en het klimaat; we verwachten geen grote impact op de luchtkwaliteit omdat deeltjes uit Oost-Azië op grote hoogte worden geëxporteerd, zegt Yu.
Het is erg moeilijk om de vervuilingsniveaus van door de mens veroorzaakte verontreinigende stoffen tot extreem lage niveaus te verlagen, omdat verontreinigende stoffen in de lucht komen uit andere landen die bijvoorbeeld het Amerikaanse Environmental Protection Agency niet kan beheersen, zegt Prinn. Honrath is het ermee eens: je moet rekening houden met de toekomstige industriële groei van Azië als je langetermijnplannen ontwikkelt om de luchtkwaliteitsdoelstellingen in de Verenigde Staten te halen.