نظارت لحظه به لحظه بر آلودگی هوا از ۳۶ هزار کیلومتری زمین

پرتاب نسل جدید ماهواره‌های سنجشی به مدار بالایی زمین تا سال ۲۰۳۰، امکان نظارت لحظه‌ای بر آلاینده‌های هوا و همچنین بهبود مدل‌های پیش‌بینی کیفیت هوا فراهم خواهند کرد؛ این ماموریت تحت عنوان «مشاهدات گسترده زمین‌ثابت» توسط اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا انجام خواهد شد و شامل چندین ابزار پیشرفته جدید از جمله، دستگاه ترکیبات اتمسفری است که اطلاعات حیاتی در مورد جو زمین از مدار زمین‌ثابت ارائه خواهد داد.

ماهواره‌های مدار زمین‌ثابت (GEO) در ارتفاع ۳۵۸۷۶ کیلومتری بالای خط استوا قرار دارند و به دلیل حرکت هم‌زمان با چرخش زمین از دید ناظر زمینی در یک نقطه ثابت به نظر می‌رسند؛ در حالی که سایر ماهواره‌ها مانند مدار نزدیک زمین (LEO) و میانی (MEO) با سرعت بیشتری حرکت کرده و مناطق مختلفی را پوشش می‌دهند.

این ماهواره‌ها به دلیل پوشش پایدار یک ناحیه، در مخابرات (پخش تلویزیونی و اینترنت ماهواره‌ای)، هواشناسی (پایش بلایای طبیعی)، رصد زمین (نظارت بر محیط‌زیست) و کاربردهای نظامی بسیار استفاده می‌شوند. اکنون اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا (NOAA) با استفاده از دستگاه ترکیبات اتمسفری (ACX) قصد دارد ماهواره‌های زمین‌ثابت را برای پایش آلودگی نیز به کار گیرد.

دستگاه ترکیب اتمسفری، یک تصویرگر ابرطیفی است که به منظور اندازه‌گیری کیفیت هوا به طور ساعتی طراحی شده و قادر به ثبت داده‌ها با وضوح بالا از طول موج‌های فرابنفش تا مرئی می‌باشد.

ردیابی ساعتی آلاینده‌ها و منابع آن‌ها

دستگاه ترکیبات اتمسفری توسط شرکت بریتانیایی بی‌ای‌ای سیستمز (BAE Systems) برای قرارگیری روی ماهواره مشاهدات گسترده زمین‌ثابت (GeoXO) توسعه یافته تا با مشاهده‌های ساعتی خود، آلاینده‌های ناشی از حمل و نقل، تولید برق، صنایع، استخراج نفت و گاز، آتشفشان‌ها و آتش‌سوزی‌های جنگلی را اندازه‌گیری کند.

این دستگاه همچنین آلاینده‌های ثانویه‌‌ای که از این انتشارها به وجود می‌آید را نیز تجزیه و تحلیل می‌کند؛ نتایج این اندازه‌گیری‌ها به بهبود قابل‌توجه در نظارت و پیش‌بینی کیفیت هوا منجر می‌شود و اثرات ناشی از آلودگی شدید و دود را بر روی سلامت انسان کاهش می‌دهد.

دستگاه ترکیبات اتمسفری اطلاعات بسیار دقیقی در مورد ارتباط بین آب‌ و هوا، اقلیم و ترکیب گازها و ذرات در جو ارائه خواهد کرد؛ این جزئیات به دانشمندان کمک می‌کند تا مدل‌هایی بسازند که تغییرات روزانه کیفیت هوا را دقیق‌تر نمایان کنند؛ همچنین به‌روزرسانی‌های مکرر و ردیابی بهتر انتشار آلودگی، برای درک منشا رویدادهایی که بر کیفیت هوا تاثیر می‌گذارند، حیاتی خواهد بود.

برتری ACX نسبت به ماهواره‌های قطبی

در حال حاضر، ماهواره‌های قطبی اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا ترکیب جو را بررسی می‌کنند، اما اطلاعات آن‌ها فقط یک‌بار در روز و هم‌زمان با عبور ماهواره ارائه می‌شود. داشتن ابزاری مانند ACX روی یک ماهواره زمین‌ثابت، امکان مشاهده تغییرات سریع کیفیت هوا را با رخداد بیشتر فراهم می‌کند.

کارشناسان هواشناسی تاکید دارند که اطلاعات به‌ موقع برای ارزیابی تاثیرات در زمان واقعی و تصمیم‌گیری مناسب ضروری است. به عقیده آن‌ها این فناوری جدید بشر را قادر می‌سازند تا ببینیم چگونه آلاینده‌ها در طول روز تکامل می‌یابند و به کجا منتقل می‌شوند.

داده‌های بهتر برای مدل‌های پیش‌بینی

دستگاه ACX علاوه بر بهبود نظارت بر آلاینده‌ها، داده‌های بهتری برای مدل‌های پیش‌بینی فراهم می‌کند که حرکت دود آتش‌سوزی و دیگر خطرات کیفیت هوا را پیش‌بینی می‌کنند.

به گفته شری هانت (Sherri Hunt)، از آژانس حفاظت محیط‌زیست آمریکا (EPA)، این پیشرفت می‌تواند برای گروه‌های حساس که تحت تاثیر مشکلاتی مانند بیماری‌های قلبی یا آسم هستند، زندگی را تغییر دهد.

در نهایت، دستگاه ACX همراه با دیگر ابزارهای ماهواره‌ای اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا، داده‌های جوی دقیق‌تری برای درک پیوندهای ظریف بین جو زمین، آب‌ و هوا و اقلیم ارائه می‌کند.