Als je moest raden welk deel van de VS de ergste luchtvervuiling heeft - waar winden en topografie samensmelten met dampen van benzine-sjokkende voertuigen om een luchtpoel te creëren - plaatsen als Los Angeles, Atlanta en vanaf het moment, Salt Lake City, zou waarschijnlijk in me opkomen. De realiteit kan een beetje een verrassing zijn. Volgens het bureau voor milieubescherming is de landelijke San Joaquin Valley in Californië 'de thuisbasis van de slechtste luchtkwaliteit in het land'.
Niet toevallig is de San Joaquin-vallei ook de meest productieve landbouwregio ter wereld en de beste zuivelproducerende regio van het land. Zware vrachtwagens met dieselmotor zoemen constant door de vallei en stoten dagelijks 14 ton broeikasgassen ozon uit, en dierenvoer spuit maar liefst 25 ton ozon per dag terwijl het gist, volgens een studie uit 2010. Bovendien vormen hete zomertemperaturen de vorming van ozon op leefniveau, volgens het San Joaquin Valley Air Pollution Control District. Vervuiling stroomt ook naar beneden vanuit de Bay Area, en de Sierra Nevada Mountains in het oosten helpen al deze vervuilende stoffen in de buurt van de vallei te vangen. Fijn stof die de dikke grijsbruine smog creëert die boven de vallei hangt, is van het grootste belang - het is in verband gebracht met hartaandoeningen, astma bij kinderen en andere aandoeningen van de luchtwegen.
Dus toen NASA een nieuw vijfjaarlijks luchtkwaliteitsonderzoek bedacht om de inspanningen te helpen bij het nauwkeurig meten van vervuiling en broeikasgassen vanuit de ruimte, richtte het zich op de San Joaquin-vallei. "Wanneer u een probleem probeert te begrijpen, gaat u waar het probleem het meest voor de hand ligt, " zei hoofdonderzoeker van de studie, Jim Crawford, in een interview. Voor Crawford kan de vuile lucht boven de vallei belangrijk zijn om te evalueren hoe menselijke activiteiten bijdragen aan klimaatverandering. "Klimaatverandering en luchtkwaliteit zijn echt terug te voeren op dezelfde wortel in die zin dat luchtkwaliteit het kortetermijneffect is van menselijke impact en klimaatverandering het langetermijneffect, " zei Crawford.
In januari en februari stuurde NASA twee onderzoeksvliegtuigen de lucht in boven San Joaquin Valley om gegevens over luchtvervuiling te verzamelen. Eén vliegtuig vloog overdag over de vallei, gewapend met sensoren op afstand, terwijl het tweede vliegtuig de vallei op en neer reed, periodiek naar de grond kronkelend om de vervuiling op hogere en lagere hoogten te vergelijken. Weerballonnen werden ook gebruikt voor metingen op grondniveau.
De gegevens die NASA in het experiment verzamelde, waren vergelijkbaar met wat satellieten vanuit de ruimte kunnen zien: de aanwezigheid van ozon, fijne deeltjes, stikstofdioxide en formaldehyde (voorlopers van vervuiling en ozon) en koolmonoxide (dat een mediane levensduur van een maand heeft en kan worden gebruikt om het transport van vervuiling te bekijken). Maar satellieten zijn beperkt in hun mogelijkheden voor het waarnemen van luchtkwaliteit. "Het echte probleem met satellieten is dat ze momenteel niet kwantitatief genoeg zijn, " vertelde Crawford aan Surprising Science. "Ze kunnen in grove zin laten zien waar dingen vandaan komen, maar ze kunnen je niet vertellen hoeveel er is."
Ook kunnen satellieten geen onderscheid maken tussen vervuiling op grondniveau en wat hoger in de atmosfeer bestaat. Ook cirkelen ze slechts eenmaal per dag, en als het niet in de vroege ochtend is, wanneer forensen druk bezig zijn fossiele brandstoffen te verbranden, of in de late namiddag, wanneer de uitstoot is toegenomen en de luchtkwaliteit op zijn slechtst is, doen wetenschappers dat niet heb een duidelijk beeld van hoe erg vervuiling kan worden. Monitoringstations op de grond zijn eveneens beperkt. Ze bieden wetenschappers een smal beeld zonder de lucht verder boven het meetstation of een begrip van hoe de lucht zich mengt en beweegt. Het onderzoek van de NASA-studie, met name dat verzameld door het spiraalvormige vliegtuig, vult deze gaten op.
Gegevens van de vluchten zullen ook worden gebruikt in combinatie met toekomstige satellieten. "Wat we proberen te bereiken is een geostationaire satelliet die de hele dag naar Amerika zal staren, " vertelde Crawford aan Surprising Science. Geostationaire satellieten - die in staat zullen zijn om de algehele vervuilingsniveaus te meten - kunnen over één positie zweven, maar net als huidige satellieten hebben onderzoekers aanvullende gegevens van vliegtuigen nodig die beschrijven hoe vervuiling zich boven het aardoppervlak verplaatst, zoals die opgehaald uit de San Joaquin-vallei, om helpen bij het valideren en interpreteren van wat satellieten zien. "De satelliet zal nooit geïsoleerd werken en het grondstation zal niet genoeg doen, " zei Crawford.
Maar eerst zal het onderzoek worden aangesloten op computermodellen van luchtkwaliteit, die helpen bij het vinden van de bronnen van emissies. Weten hoe bronnen samenwerken om bij te dragen aan een slechte luchtkwaliteit, waar vervuiling is en precies welk niveau het bereikt, is een prioriteit voor de EPA, die luchtkwaliteitsvoorschriften vaststelt, en de overheidsinstanties die deze handhaven, volgens Crawford. De gegevens zullen informatie geven over hun strategieën voor het verminderen van emissies en het reinigen van de lucht met minimale impact op de economie en andere aspecten van de kwaliteit van leven. "De voorspellingen voor de luchtkwaliteit zijn geweldig", zegt Crawford. "Maar op een gegeven moment zullen mensen vragen: 'Waarom doen we er niets aan?' Het antwoord is dat we dat zijn. ”De onderzoekers hebben vergelijkbare vluchten uitgevoerd in de omgeving van Washington DC en plannen de komende jaren fly-overs van Houston en mogelijk Denver.
Eén ding is zeker: gegevens voor actie zijn hard nodig. In 2011 overtreden Sequoia en Kings Canyon National Park, aan de oostelijke rand van de vallei, de nationale luchtkwaliteitsnorm van de EPA in totaal 87 dagen per jaar en Fresno overtrof de standaard 52 dagen. Door precies aan te geven waar vervuiling vandaan komt en wie verantwoordelijk is - een doel van het onderzoek - zal de lucht als het ware een eind worden gemaakt.
