Mätning av Asiens föroreningsexport

Atmosfärsforskare har länge vetat att luftföroreningar sträcker sig över stora avstånd och är ett globalt fenomen. Nu har forskare vid NASA Goddard Space Flight Center genomfört de första satellitbaserade mätningarna någonsin av föroreningsaerosoler som transporterats från Östasien till Nordamerika.

En disig dag: MODIS-instrumentet fångade en tjock sträng av smog eller damm (eller båda) över Japanska havet den 11 mars. Bilden visar plymen som blåser utanför Kinas, Nordkoreas och Sydkoreas kuster och på väg mot Japan. Plymen är en genomskinlig snurrig grå som kontrasterar med de ljusa vita molnen i öster.

Forskarna tittade på fyra års satellitdata och fann att mängden föroreningar som anländer till Nordamerika motsvarar 15 procent av de lokala utsläppen från USA och Kanada. Det är ett betydande antal, säger Hongbin Yu, associerad forskare vid University of Maryland i Baltimore, som arbetar på NASA Goddard och ledde studien.

Det betyder att varje minskning av våra utsläpp kan kompenseras av de föroreningsaerosoler som kommer från Östasien och andra regioner, säger Yu. Den nya studien kommer att publiceras i april American Geophysical Union s Journal of Geophysical Research.

Studien genomfördes från 2002 till 2005, med hjälp av mätningar från ett satellitinstrument som kallas avbildningsspektroradiometern med moderat upplösning ( MODE ) ombord på NASA Jordsatellit . Instrumentet mäter den reflekterande solstrålningen och utsänd termisk strålning från jordens yta och atmosfär.

Multimedia

• Se video av transporten av föroreningar över norra Stilla havet.

Det satellitbaserade instrumentet kan titta på 36 olika våglängder av sol-markspektrumet, och det gör det med bättre rumslig upplösning än tidigare satellitinstrument, säger Lorraine Remer , en fysikalisk forskare och en medlem av MODIS vetenskapsteam på Goddard.

För studien mätte forskarna den reflekterade solstrålningen vid sju olika våglängder. Att kunna se olika färger i spektrumet gör att forskarna kan differentiera partiklarna mer exakt än de äldre sensorerna, säger Remer.

Vissa partiklar absorberar saker som svart kol som kommer ut ur dieselavgaserna, vilket gör det till en svart färg, säger Ronald Prinn , professor i atmosfäriska vetenskaper och chef för Center for Global Change Science vid MIT. Partiklar som produceras av svavel som kommer från förbränning av kol är mycket ljusa vita. Du kan titta på de flera färgerna ... och få information om sammansättning och densitet också.

Instrumentet kan skilja mellan konstgjorda föroreningar och naturligt förekommande partiklar baserat på storlek. Naturligt förekommande damm och havssalt är vanligtvis större än aerosolpartiklar som släpps ut från förbränningskällor, skogsbränder, bilar och industri, säger Remer.

MODIS-instrumentet fungerar genom att skanna ett brett stycke av jorden – cirka 2 300 kilometer – och räkna antalet fotoner som det tar emot genom att omvandla dem till elektriska signaler. Instrumentet kan mäta hela jorden på en dag.

MODIS gör ett bättre jobb än flygplansinstrumentering eftersom den kan observera jorden hela tiden, fånga händelser som bara händer ibland och samlar dem under hela året, säger Richard Honrath , professor vid avdelningen för civil- och miljöteknik vid Michigan Technological University, i Houghton. Vi kan bara göra kontinuerliga mätningar på marknivå, men då ser man bara händelser som träffar marken, säger han.

Transkontinentala föroreningar: Den här bilden visar partikelföroreningar i atmosfären, särskilt när de transporterades från Östasien över norra Stilla havet i maj 2003, vilket observerades av spektroradiometern för moderat upplösning (MODIS) ombord på Terra-satelliten. Partikelföroreningar representeras av optisk tjocklek, där höga aerosolkoncentrationer uppträder i bruna nyanser, med mörkare nyanser som representerar större koncentrationer.

Instrumentet får också rums- och tidsdetaljer som man aldrig skulle få från markbaserade mätningar, och det fångar upp hela föroreningsplymen snarare än att bara ha några observationsstationer som tittar upp, säger Prinn.

NASA-forskare ritade två virtuella linjer i 20 grader norr till 60 grader norr, och de mätte den optiska effekten av partiklarna när de korsade dessa linjer, säger Yu. Med hjälp av programvara som han skapade, samlade forskarna dessa data och kartlade dem för att se globalt var föroreningarna finns.

Forskarna fann att 18 teragram – nästan 40 miljarder pund – av föroreningar exporteras från Asien, och att 4,5 teragram – 10 miljarder pund, eller cirka 25 procent – ​​når Nordamerika årligen, säger forskarna. Mian Chin , en atmosfärsforskare vid NASA och medförfattare till studien. Men instrumentet mäter den totala atmosfärens kolumn och har inte den vertikala strukturen, så det är okänt hur många av föroreningarna som finns på ytan och hur många som är uppe i atmosfären, säger Chin.

Trots den osäkerheten säger forskarna att det är föroreningarna på högre höjder som förmodligen är mest oroande. Vi tror att föroreningarna som importeras till Nordamerika kommer att påverka vädret och klimatet; vi förväntar oss ingen stor påverkan på luftkvaliteten eftersom partiklar från Östasien exporteras på hög höjd, säger Yu.

Det är väldigt svårt att sänka föroreningsnivåerna av konstgjorda föroreningar till extremt låga nivåer eftersom föroreningar kommer i luften från andra länder som till exempel U.S. Environmental Protection Agency inte kan kontrollera, säger Prinn. Håller med Honrath: Du måste överväga den framtida industriella tillväxten i Asien om du utvecklar långsiktiga planer för att uppfylla luftkvalitetsmålen i USA.

Dölj