Zprávy ze světa

7830_illustration
30.05.2019

Mapy znečištění ovzduší...

… Země vznikají na základě dat naměřených evropskou družicí Sentinel-5P.

Měřením v různých vlnových délkách přicházejícího elektromagnetického záření je možné na dálku detekovat přítomnost chemických látek. Na sledování znečišťujících chemických látek v atmosféře Země je specializovaná družice Sentinel-5P Evropské kosmické agentury ESA.
Družice svým přístrojem Tropomi pořizuje každý den celoplanetární data a po necelých třech letech její činnosti tak už vznikla celá řada map zdrojů znečištění atmosféry. Znečištění, které lokálně vzniká, ale atmosférou se pak globálně šíří. Podle globálních údajů Světové zdravotnické organizace WHO (angl. World Health Organization) například v roce 2012 zemřelo předčasně v důsledku znečištění ovzduší 3.7 miliónu lidí. Data z družice Sentinel-5P jsou při rozlišení 3.5×7 km schopné velice přesně identifikovat jednotlivé největší lokální zdroje. Momentálně se jedná o nejpodrobnější dostupná globální družicová data tohoto druhu.
Pro sběr dat o kvalitě vzduchu je přístroji vybavená například i americká družice Aura, ta je ovšem na oběžné dráze už od roku 2004 a dlouhodobým vlivem kosmického prostředí její přístroje podléhají degradaci a družice se začíná potýkat se stále častějšími technickými problémy.
Pro Evropskou kosmickou agenturu ESA má družice Sentinel-5P nahradit výpadek sběru tohoto druhu dat po ztrátě velké družice Envisat, která po deseti letech činnosti přestala v roce 2002 komunikovat kvůli neznámé technické závadě.
Počítá se s tím, že v budoucnu bude ve sběru dat pokračovat další družice Sentinel-5, písmeno P v názvu současné družice znamená „předchůdce“ (angl. precursor).

Výsledné mapy znečištění z dat družice Sentinel-5P pak nejčastěji vznikají zprůměrováním validních hodnot z měření v delším časovém období a to zejména kvůli vyloučení vlivu oblačnosti a případně i náhodných odchylek nebo chyb v datech.

Obr.: Ukázka globální mapy atmosférického znečištění atmosféry, v tomto případě oxidem dusičitým NO2. Mapa je vytvořená z dat naměřených družicí Sentinel-5P od dubna do září 2018.  Zdroj: ESA, contains modified Copernicus data (2018), processed by KNMI

 

Obr.: Ukázka globální mapy atmosférického znečištění atmosféry, v tomto případě oxidem dusičitým NO2. Mapa je vytvořená z dat naměřených družicí Sentinel-5P od dubna do září 2018. Zdroj: ESA, contains modified Copernicus data (2018), processed by KNMI

Zdrojem znečištění oxidem dusičitým NO2 v atmosféře je především spalování fosilních paliv v průmyslu a dopravě. Oxid dusičitý způsobuje především dýchací potíže, při jeho vdechnutí se pak jeho rozpouštěním tvoří kyselina dusičná. Spolu s oxidem siřičitým také patří k plynům, které způsobují kyselé deště poškozující nejen přírodu, ale i lidské stavby a památky.

Obr.: Mapa znečištění oxidem dusičitým NO2 nad Evropou získaná z dat naměřených družicí Sentinel-5P od dubna 2018 do března 2019. Zdroj: ESA, contains modified Copernicus Sentinel data (2018-19), processed by KNMI/ESA

 

Obr.: Mapa znečištění oxidem dusičitým NO2 nad Evropou získaná z dat naměřených družicí Sentinel-5P od dubna 2018 do března 2019. Zdroj: ESA, contains modified Copernicus Sentinel data (2018-19), processed by KNMI/ESA

Vysokým znečištěním jsou neblaze pověstné některé asijské země, zejména pak Čína, kde se ve snaze státních orgánů o co největší průmyslový a ekonomický rozvoj
na ekologii nehledí. Takový přístup ale nelze mít do nekonečna, objektivní data mohou podpořit tlak okolních zemí na změnu přístupu. Navíc se ze zkušeností bývalých komunistických států ukázalo, že pokud devastace prostředí přesáhne určitou snesitelnou mez, rostoucí nespokojenost mezi obyvatelstvem změní pro vlády přehlížené ekologické problémy na nepřehlédnutelné problémy politické.

Obr.: Mapa znečištění oxidem dusičitým NO2 nad východní Asií získaná z dat naměřených družicí Sentinel-5P od dubna do září 2018. Zdroj: ESA, contains modified Copernicus data (2018), processed by KNMI

 

Obr.: Mapa znečištění oxidem dusičitým NO2 nad východní Asií získaná z dat naměřených družicí Sentinel-5P od dubna do září 2018. Oproti předchozím mapám je tady barevná škála použitá na větší rozsah zde se vyskytujících hodnot znečištění. Intenzita a především velký plošný rozsah oblastí nejhoršího znečištění je v Číně ohromující. Zdroj: ESA, contains modified Copernicus data (2018), processed by KNMI

Další z látek, kterou je přístroj Tropomi na družici Sentinel-5P schopen detekovat, je formaldehyd (jinak nazývaný i metanal). Tato látka je pro člověka prokázaným karcinogenem, v přírodě vzniká oxidací uhlovodíků (například methanu), rozkladem rostlinných zbytků a při lesních požárech. Z lidských činností přispívá k produkci formaldehydu do atmosféry dřevařský průmysl a splodiny z naftových i benzínových motorů. Formaldehyd se v atmosféře v řádu hodin rozpadá, produktem jsou ale taktéž nežádoucí oxidy uhlíku.

Obr.: Mapa znečištění formaldehydem vzniklá zprůměrováním měření mezi lednem až srpnem 2018. Zdroj: ESA, contains modified Copernicus data (2018), processed by BIRA–IASB/DLR

 

Obr.: Mapa znečištění formaldehydem vzniklá zprůměrováním měření mezi lednem až srpnem 2018. Zdroj: ESA, contains modified Copernicus data (2018), processed by BIRA–IASB/DLR

Družice Sentinel-5P byla vypuštěna na oběžnou dráhu v pátek 13. října 2017. Kompletní zprovoznění družice a především vyzkoušení a kalibrace měřících přístrojů obvykle trvá okolo tří měsíců. Od září 2017 se ale v Indonésii začala probouzet po 53 letech klidu sopka Agung. Tento přes 3000 metrů vysoký stratovulkán v roce 1963 předvedl jednu
z nejsilnějších sopečných erupcí 20. století a první několik nových erupcí v listopadu 2017 vyvolávalo podezření, že by se situace mohla opakovat. Koncentrovanější splodiny sopečných erupcí jsou schopné vyřadit z činnosti i motory prolétajících dopravních letadel, ale směr jejich šíření se kvůli různým směrům větrů v různých výškách těžko předvídá. Přestože družice Sentinel-5P nebyla ještě uvedena do zcela provozního režimu, dokázala už zhruba měsíc po svém startu poskytovat relevantní data i pro tuto tehdy velmi potřebnou oblast.
Aktivita sopky Agung se později uklidnila a k opakování silné erupce nedošlo.

Obr.: Družice Sentinel-5P zaznamenala i  následky erupce sopky Agung na ostrově Bali v roce 2017, jímž byl mrak aerosolu SO2 šířící se do okolí. Tato data jsou z 27. listopadu 2017. Zdroj: ESA, contains modified Copernicus Sentinel data (2017), processed by ESA/DLR

 

Obr.: Družice Sentinel-5P zaznamenala i následky erupce sopky Agung na ostrově Bali v roce 2017, jímž byl mrak aerosolu SO2 šířící se do okolí. Tato data jsou z 27. listopadu 2017. Zdroj: ESA, contains modified Copernicus Sentinel data (2017), processed by ESA/DLR

Předpokládaná technická životnost družice Sentinel-5P je zhruba 7 až 10 roků provozu, ještě před koncem životnosti by být vypuštěna nová družice Sentinel-5, která se někdy označuje i číslem 5-1, protože by měla být první družicí ze série družic, které budou srovnatelným způsobem kontinuálně sledovat aktuální stav, změny a dlouhodobý vývoj znečištění atmosféry.
Starší článek o vypuštění družice Sentinel-5P je zde.

Článek zpracoval: Jiří Šustera

 

nahoru

zpět