Rosnąca częstotliwość i intensywność pożarów w Ameryce Północnej stanowią coraz większe wyzwanie dla zdrowia publicznego, a pióropusze dymu rutynowo pokrywają rozległe regiony, wpływając na jakość powietrza. Choć technologia satelitarna od dawna dostarcza dwuwymiarowy obraz tych rozległych zdarzeń dymnych, krytycznym ograniczeniem była niemożność określenia wysokości dymu. Ta kluczowa luka w danych, która odróżnia nieszkodliwy dryf na dużej wysokości od niebezpiecznego ryzyka wdychania na poziomie gruntu, jest teraz adresowana przez transformujący system monitorowania satelitarnego, zwiastujący nową erę w prognozowaniu jakości powietrza i ochronie zdrowia publicznego.
- Częstotliwość i intensywność pożarów w Ameryce Północnej rosną, pogarszając jakość powietrza.
- Kluczowe było określenie wysokości dymu, aby rozróżnić nieszkodliwe chmury od tych zagrażających zdrowiu.
- System monitorowania wykorzystuje dane z satelity TEMPO NASA, wystrzelonego w 2023 roku, do precyzyjnego określania wysokości pióropuszy dymu.
- Dane z TEMPO są łączone z pomiarami cząstek z satelitów NOAA GOES-R, co pozwala na dokładne, niemal w czasie rzeczywistym, oceny ryzyka.
- Nowe możliwości mają dostarczać szczegółowe, lokalne dane, znacząco poprawiając precyzję ostrzeżeń i interwencji.
- Rozwój tych technologii jest odpowiedzią na eskalujące zagrożenie pożarami, które niwelują postępy w poprawie jakości powietrza w USA.
Wysokość dymu z pożarów ma kluczowe znaczenie dla oceny jego potencjalnego wpływu na zdrowie. Pióropusze znajdujące się wysoko w atmosferze zazwyczaj stanowią minimalne ryzyko, ponieważ pozostają daleko powyżej powietrza, którym oddychamy. Natomiast dym położony bliżej powierzchni Ziemi naraża populacje na niebezpieczną mieszankę substancji chemicznych z pożarów i drobnych cząstek stałych, w szczególności PM2.5. Te mikroskopijne cząstki mogą wnikać głęboko w płuca, zaostrzając istniejące wcześniej schorzenia układu oddechowego i sercowo-naczyniowego. Historycznie, Agencja Ochrony Środowiska (EPA) polegała na sieci naziemnych monitorów jakości powietrza do wydawania alertów, ale rzadkie rozmieszczenie tych czujników często prowadziło do szerokich, niedokładnych prognoz, zwłaszcza na rozległych obszarach wiejskich.
Rozwój Zdolności Monitorowania Satelitarnego
Znaczący skok technologiczny w analizie pióropuszy dymu wynika z integracji danych z satelity NASA Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution (TEMPO), wystrzelonego w 2023 roku. Ten zaawansowany satelita umożliwia precyzyjne określenie wysokości pióropusza dymu poprzez pomiar absorpcji światła słonecznego przez cząsteczki tlenu na długości fali 688 nanometrów. Podwyższone pióropusze dymu odbijają więcej promieniowania słonecznego o tej długości fali z powrotem w przestrzeń kosmiczną, podczas gdy niższe pióropusze, znajdujące się w warstwach bogatych w tlen, odbijają mniej światła z powodu większej absorpcji. To niuansowe zrozumienie fizyki atmosfery ułatwiło rozwój zaawansowanych algorytmów, które wykorzystują dane TEMPO do wnioskowania o wysokości pióropusza i mapowania jego trójwymiarowego ruchu z dokładnością niemal w czasie rzeczywistym.
Dzięki synergii danych o wysokości z TEMPO z pomiarami cząstek z Advanced Baseline Imager na satelitach NOAA GOES-R, prognostycy mogą teraz dostarczać bardzo dokładne, niemal w czasie rzeczywistym oceny ryzyka dla zdrowia związanego z pióropuszami dymu. Stanowi to znaczną poprawę w stosunku do poprzednich metod, które często miały trudności z dostarczaniem lokalnych danych. Na przykład stan Iowa, o powierzchni ponad 56 000 mil kwadratowych, mógłby mieć tylko około 50 monitorów jakości powietrza, głównie skupionych w pobliżu centrów miejskich. Nowy system satelitarny obiecuje dostarczać szczegółowe, na poziomie dzielnic, dane dotyczące wysokości dymu, znacząco zwiększając precyzję ostrzeżeń o jakości powietrza i umożliwiając bardziej ukierunkowane interwencje w zakresie zdrowia publicznego. Narzędzie AerosolWatch NOAA ma włączyć dane o wysokości z TEMPO, a trwające prace badawcze, takie jak prototyp FireAQ, demonstrują potencjał szczegółowego, powiększalnego mapowania wysokości dymu, choć z obecnym dziennym opóźnieniem aktualizacji i ograniczeniami w obszarach pokrytych chmurami.
Odpowiedź na Rosnące Zagrożenie dla Zdrowia Publicznego
Rozwój tych zaawansowanych technologii monitorowania jest niezwykle aktualny, biorąc pod uwagę przyspieszający trend ryzyka pożarów w Ameryce Północnej, napędzany rosnącymi globalnymi temperaturami i zwiększającym się wkraczaniem człowieka na styki dzikich obszarów i terenów miejskich. Podczas gdy Stany Zjednoczone odnotowały ogólną poprawę jakości powietrza w latach 2000-2020 dzięki bardziej rygorystycznym przepisom dotyczącym emisji, postęp ten został znacząco osłabiony w niektórych częściach zachodnich USA przez uporczywy dym z pożarów, skutecznie cofając prawie dwie dekady osiągnięć środowiskowych. Ekonomiczne implikacje tego trendu obejmują zwiększone obciążenia służby zdrowia z powodu chorób układu oddechowego i straty w produktywności. Ta zwiększona zdolność monitorowania dymu stanowi kluczowe narzędzie dla urzędników zdrowia publicznego i menedżerów środowiska, dostarczając niezbędnych informacji do łagodzenia negatywnych skutków tych nasilających się zjawisk naturalnych i ochrony społeczności.
newsblog.pl
Maciej – redaktor, pasjonat technologii i samozwańczy pogromca błędów w systemie Windows. Zna Linuxa lepiej niż własną lodówkę, a kawa to jego główne źródło zasilania. Pisze, testuje, naprawia – i czasem nawet wyłącza i włącza ponownie. W wolnych chwilach udaje, że odpoczywa, ale i tak kończy z laptopem na kolanach.