Pokud byste museli hádat, která část USA má nejhorší znečištění ovzduší - kde se větry a topografie spiknou s výpary z vozidel na přepravu benzínu a vytvoří se vzduchová žumpa - místa jako Los Angeles, Atlanta a pozdě, Salt Lake City, asi by to napadlo. Realita může přijít jako trochu překvapení. Podle agentury na ochranu životního prostředí je kalifornské bukolické údolí San Joaquin „domovem nejhorší kvality ovzduší v zemi“.
Shodou okolností je údolí San Joaquin také nejproduktivnější zemědělskou oblastí na světě a špičkovou produkcí mléka v zemi. Podle studie z roku 2010 těžké dieselové nákladní vozy neustále doléhají údolím, emitují 14 tun ozónu skleníkových plynů denně a krmení zvířat chrlí neuvěřitelných 25 tun ozonu denně, jak to kvasí. Kromě toho horké letní teploty podporují tvorbu přízemního ozonu, podle okresu kontroly znečištění ovzduší v údolí San Joaquin. Znečištění také stéká dolů z oblasti zálivu a pohoří Sierra Nevada na východ pomáhá zachytit všechny tyto znečišťující látky v blízkosti údolí. Částice, které vytvářejí hustý šedohnědý smog visící nad údolím, jsou prvořadým problémem - jsou spojeny se srdečními chorobami, dětským astmatem a dalšími dýchacími stavy.
Když tedy NASA navrhla novou pětiletou studii kvality ovzduší, aby pomohla doladit úsilí o přesné měření znečištění a skleníkových plynů z vesmíru, zaměřila se na údolí San Joaquin. "Když se snažíte pochopit problém, jdete tam, kde je problém nejzřetelnější, " uvedl v rozhovoru hlavní vyšetřovatel studie Jim Crawford. Pro Crawford může být špinavý vzduch nad údolím důležitý pro hodnocení toho, jak lidské aktivity přispívají ke změně klimatu. "Změna klimatu a kvalita ovzduší jsou ve skutečnosti stopovány ke stejnému kořenu v tom smyslu, že kvalita ovzduší je krátkodobý účinek dopadu na člověka a změna klimatu dlouhodobý účinek, " řekl Crawford.
V lednu a únoru vyslala NASA dvě letadla do nebe nad údolím San Joaquin, aby shromažďovala údaje o znečištění ovzduší. Jedno letadlo letělo ve vysoké nadmořské výšce nad údolím během dne, vyzbrojené dálkovými senzory, zatímco druhé letadlo křižovalo nahoru a dolů do údolí a pravidelně se točilo dolů k zemi, aby porovnávalo znečištění ve vyšších a nižších nadmořských výškách. Meteorologické balóny byly také použity pro měření na úrovni terénu.
Data NASA shromážděná v experimentu byla podobná tomu, co satelity vidí z vesmíru: přítomnost ozónu, jemných částic, oxidu dusičitého a formaldehydu (prekurzory znečištění a ozónu) a oxidu uhelnatého (který má střední životnost měsíce a může být používán ke sledování přepravy znečištění). Satelity však mají omezené schopnosti snímat kvalitu vzduchu. "Skutečným problémem se satelity je to, že v současné době nejsou dostatečně kvantitativní, " řekl Crawford Surprising Science. "Mohou ukázat v hrubém smyslu, odkud pocházejí věci, ale nemohou vám říct, kolik toho je."
Satelity také nemohou rozlišovat mezi znečištěním na úrovni země a tím, co je vyšší v atmosféře. Rovněž obíhají jen jednou denně, a pokud tomu tak není brzy ráno, když dojíždějící rychle spalují fosilní paliva, nebo pozdě odpoledne, kdy emise vzkvétají a kvalita ovzduší je nejhorší, vědci ne mít jasný obrázek o tom, jak špatné znečištění se může dostat. Monitorovací stanice na zemi jsou rovněž omezené. Poskytují vědcům úzký obraz, který nezahrnuje vzduch dále nad monitorovací stanicí ani pochopení toho, jak se vzduch mísí a pohybuje. Výzkum ze studie NASA, konkrétně výzkum shromážděný spirálovým letounem, tyto mezery vyplňuje.
Data z letů budou také použita ve spojení s budoucími satelity. "Snažíme se pohnout směrem k geostacionárnímu satelitu, který bude celý den zírat na Ameriku, " řekl Crawford Surprising Science. Geostacionární satelity - které budou schopny měřit celkovou úroveň znečištění - se mohou pohybovat nad jednou pozicí, ale stejně jako současné satelity, vědci potřebují pomocná data z letadel, která podrobně uvádějí, jak znečištění cestuje nad zemským povrchem, jako je to, které se získává ze San Joaquinského údolí, do pomůže ověřit a interpretovat, co satelity vidí. "Satelit nikdy nebude fungovat izolovaně a pozemní stanice nebude dělat dost, " řekl Crawford.
Nejprve však bude výzkum zapojen do počítačových modelů kvality ovzduší, které pomohou lokalizovat zdroje emisí. Vědět, jak zdroje spolupracují, aby přispívaly ke špatné kvalitě ovzduší, kde je znečištění a přesně jaké úrovně to zasáhne, je podle agentury Crawford prioritou dohody EPA, která stanoví předpisy týkající se kvality ovzduší, a státních agentur, které je prosazují. Údaje budou informovat o jejich strategiích snižování emisí a čištění ovzduší s minimálním dopadem na ekonomiku a další otázky kvality života. "Prognózy kvality ovzduší jsou skvělé, " říká Crawford. "Ale v určitém okamžiku se lidé zeptají:" Proč s tím neděláme něco? " Odpověď zní, že jsme. “Vědci provedli podobné lety ve Washingtonu, DC a v nadcházejících letech plánují přelety Houstonu a možná Denveru.
Jedno je jisté: Data k informování o akci jsou velmi potřebná. V roce 2011 národní park Sequoia a Kings Canyon na východním okraji údolí porušil národní standard kvality ovzduší EPA celkem 87 dní v roce a Fresno překročilo standard 52 dní. Přesné určení místa, kde znečištění pochází a kdo je za to zodpovědný - cíl studie - povede tak daleko k vyčištění vzduchu.
