Zanieczyszczenie powietrza ma coraz większy wpływ na stan zdrowia ludzi. W Europie jest powodem już co ósmego zgonu. Monitorowanie jakości powietrza za pomocą satelitów może przyczynić się do lepszego informowania o jakości powietrza w krajach europejskich. To novum, ponieważ tradycyjnie wykorzystywano w tym celu tylko pomiary naziemne.
Raport Europejskiej Agencji Środowiska (EEA) w dużej mierze opiera się na danych WHO (World Health Organization), które dotyczą przyczyn zgonów i chorób ludzi na całym świecie. Z analizy wynika, że jakość środowiska w ogromnej mierze determinuje nasze samopoczucie i stan zdrowia. Zanieczyszczenie atmosfery to obecnie jeden z największych problemów środowiskowych na Ziemi.
Według raportu EEA zanieczyszczenie powietrza, hałas, skutki zmian klimatycznych, takie jak fale upałów, a także narażenie na niebezpieczne chemikalia, powodują pogorszenie stanu zdrowia wielu Europejczyków. Zła sytuacja środowiska odpowiada już za 13% zgonów w Europie. Głównym zagrożeniem dla zdrowia Europejczyków pozostaje zanieczyszczenie powietrza, które powoduje w krajach UE 400 tys. przedwczesnych śmierci rocznie. Na drugim miejscu znajduje się zanieczyszczenie hałasem – przyczynia się do 12 tys. przedwczesnych zgonów. Kolejnym „cichym mordercą” są skutki zmian klimatu, zwłaszcza fale upałów.
Obciążenie zanieczyszczeniem i zmianą klimatu jest różne, z wyraźnymi różnicami między wschodem i zachodem Europy. Najwyższy odsetek zgonów tego typu przypisuje się środowisku w Bośni i Hercegowinie (27%), a najniższy w Islandii i Norwegii (9%). Szczególnie wrażliwe na te zagrożenia są te miasta, które mają mniejszy dostęp do terenów zielonych i ograniczone zasoby wodne.
Informacje o Ziemi wprost z satelitów
W 2020 roku dane satelitarne były szeroko wykorzystywane do monitorowania wahań jakości powietrza wywołanych ograniczeniami związanymi z pandemią COVID-19. W ramach programu obserwacji Ziemi Copernicus, koordynowanego przez Komisję Europejską we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną ESA, dane satelitarne dotyczące jakości atmosfery dostarcza m.in. satelita Sentinel-5P.
Wiosną tego roku zdjęcia z europejskiego satelity Sentinel-5P ukazały swą użyteczność szerokiemu gronu odbiorców. Wyraźnie przedstawiły różnice w składzie, a tym samym zanieczyszczeniu atmosfery przed lockdownem oraz w trakcie jego trwania. Analizy porównawcze obrazów znad Chin i Europy wyraźnie wskazywały różnice w jakości powietrza, na które mają wpływ produkcja przemysłowa, ruch miejski czy transport. To tylko przykładowe zastosowania obrazowania satelitarnego w analizie jakości atmosfery – wyjaśnia dr Sylwia Nasiłowska, Project Manager w CloudFerro, firmie która na zlecenie ESA zbudowała i jest operatorem platformy CREODIAS, umożliwiającej dostęp do danych satelitarnych oraz ich przetwarzanie w chmurze obliczeniowej. CREODIAS jako jeden z pięciu DIAS-ów (DIAS - Data and Information Access Services) jest częścią programu Copernicus.
Analiza zanieczyszczenia przed i trakcie pandemii
Naukowcy z Królewskiego Niderlandzkiego Instytutu Meteorologicznego (KNMI) i Królewskiego Belgijskiego Instytutu Aeronomii Kosmicznej (BIRA-IASB) wykorzystali informacje z satelity Sentinel-5P oraz dane naziemne, aby określić korelację między COVID-19 a skutkami zanieczyszczenia powietrza nad Europą. Analiza wykazała, że najsilniejsze spadki, wynoszące nawet 50%, odnotowano w pierwszym etapie blokady w Europie Południowej (w Hiszpani, Włoszech i Francji). W lipcu i sierpniu 2020 stężenia były nadal o 10–20%. niższe od poziomów sprzed wybuchu pandemii.
Jak twierdzi Bas Mijling, badacz atmosfery w KNMI: Środki bezpieczeństwa wprowadzone w Berlinie spowodowały spadek zanieczyszczeń o około 20%, z niewielkimi wahaniami obserwowanymi do sierpnia. Zdecydowanie mniejsze spadki zanieczyszczeń powietrza odnotowały satelity w Europie Wschodniej niż Zachodniej, gdzie podczas ścisłego lockdownu obserwowano spadki nawet o połowę. Co istotne, porównanie pomiarów satelitarnych z pomiarami naziemnymi wykazuje zgodność. Stanowi to kolejny krok do bardziej powszechnego wykorzystania pomiarów atmosfery z kosmosu do raportowania jakości powietrza.
Sentinel-5P do zadań specjalnych
Wspomniany wcześniej satelita Sentinel-5P, wyposażony w skaner TROPOMI, monitoruje jakość powietrza i warstwę ozonową oraz obserwuje zmiany klimatyczne. Platforma CREODIAS umożliwia łatwy i szybki dostęp do produktów tego satelity, są to dane takie jak: aerozole, zachmurzenie, zawartość CO, HCHO, NO2, NP, O3, SO2. Parametry te determinują ogólnie pojętą jakość powietrza, wpływającą na zdrowie i długość życia ludzi oraz stan ekosystemów. Dzięki bieżącemu dostępowi do aktualnych, obiektywnych danych satelitarnych w czasie niemal rzeczywistym, monitoring staje się znacznie łatwiejszy. Korzystają z tego nie tylko instytucje naukowe, ale również rządy państw czy ich zrzeszenia, takie jak Komisja Europejska – wyjaśnia dr Sylwia Nasiłowska z CloudFerro.
Informacje gromadzone za pomocą urządzenia -5P są przechowywane i dostępne w domenie publicznej, m.in. na platformie CREODIAS, której operatorem jest CloudFerro. Naukowcy, badacze i firmy zainteresowane wykorzystaniem danych dotyczących atmosfery mają nie tylko do nich dostęp, ale także, za pośrednictwem maszyny wirtualnej, którą można łatwo utworzyć na platformie CREODIAS, mogą je przetwarzać w chmurze, bez konieczności pobierania ich na własny komputer. Platforma oferuje także narzędzia dedykowane analizie informacji z TROPOMI, ułatwiające przetwarzanie, filtrowanie oraz wizualizację danych atmosferycznych, dla dowolnego obszaru na Ziemi i dowolnego zakresu dat – wyjaśnia dr Sylwia Nasiłowska.
Dane satelitarne dotyczące gazów cieplarnianych, jakości powietrza i wody są już wykorzystywane do raportowania związanego z wieloma wskaźnikami klimatycznymi, które mają wpływ na zdrowie i życie mieszkańców Ziemi. Na razie korzystają z nich głównie instytucje zaangażowane w ochronę zdrowia, ale jest to także ogromny potencjał dla biznesu – firmy i startupy mogą tworzyć zupełnie nowe aplikacje i usługi, wykorzystujące satelitarne dane środowiskowe oraz służące ochronie zdrowia. Przykładem może być aplikacja dla osób, które często biegają czy uprawiają sport na świeżym powietrzu, która informuje o aktualnej sytuacji w danym miejscu. Warte uwagi są także rozwiązania symulujące zmiany klimatyczne, wykorzystywane do planowania terenów zurbanizowanych, przesiedleń ludności czy monitorowania miejsc najbardziej narażonych i niebezpiecznych do zamieszkania przez człowieka.
Czytaj więcej:
- Astronarium nr 105 o satelitach meteorologicznych
- Zdjęcia satelitarne o bardzo wysokiej rozdzielczości w ofercie CloudFerro
- Polska firma kosmiczna wykorzystuje techniki satelitarne do precyzyjnego pozycjonowania pojazdów
Źródło: CREODIAS
Na zdjęciu powyżej: Ziemia widziana przez satelitę z serii Sentinel.
