米国のどの部分が大気汚染が最も悪いかを推測しなければならない場合–風と地形がガソリンを運ぶ車からの煙と共謀して空中汚水池を作り出します–ロサンゼルス、アトランタ、そして現在のソルトレイクシティのような場所、おそらく頭に浮かぶでしょう。 現実は少し驚きとして来るかもしれません。 環境保護局によると、カリフォルニアの牧歌的なサンホアキンバレーは「この国で最悪の大気質の家」です。
偶然ではありませんが、サンジョアキンバレーは世界で最も生産性の高い農業地域であり、国内の乳製品生産地域のトップでもあります。 2010年の調査によると、大型ディーゼルトラックは谷を絶えず賑やかし、毎日14トンの温室効果ガスオゾンを放出し、動物飼料は発酵中に1日になんと25トンのオゾンを吐き出します。 さらに、サンホアキンバレー大気汚染防止地区によると、夏の暑い気温は地上レベルのオゾンの生成を促進します。 汚染はベイエリアからも流れ落ち、東のシエラネバダ山脈は谷底近くでこれらの汚染物質をすべて閉じ込めるのに役立ちます。 谷の上にぶら下がった濃い灰色がかった茶色のスモッグを作り出す粒子状物質は最も重要な関心事です。それは心臓病、小児喘息、その他の呼吸器疾患に関連しています。
そのため、NASAは、宇宙からの汚染と温室効果ガスを正確に測定するための努力を微調整するのに役立つ新しい5年間の大気質調査を考案したとき、サンジョアキンバレーを対象にしました。 「問題を理解しようとするとき、問題が最も明白な場所に行く」と、研究の主任研究員ジム・クロフォードはインタビューで述べた。 クロフォードにとって、谷の上の汚れた空気は、人間の活動が気候変動にどのように寄与するかを評価するために重要かもしれません。 「気候変動と大気質は、大気質が人間の影響の短期的な影響であり、気候変動が長期的な影響であるという意味で、実際に同じルートにまでさかのぼります」とクロフォードは述べました。
1月と2月に、NASAは大気汚染に関するデータを収集するために、サンホアキンバレーの上空に2機の研究機を送りました。 1台の飛行機は昼間に谷の上空をリモートセンサーで武装して飛行し、2台目の飛行機は谷を上下に巡航し、周期的に地面に向かって螺旋状に下降して、高低の汚染を比較しました。 気象観測用バルーンは、地上レベルの測定にも使用されました。
実験で収集されたNASAのデータは、衛星が宇宙から見ることができるものに類似していました：オゾン、微粒子、二酸化窒素およびホルムアルデヒド（汚染およびオゾンの前駆物質）および一酸化炭素（1か月の平均寿命があり、汚染の輸送を監視するために使用されます）。 しかし、衛星の大気質検知能力には限界があります。 「衛星の本当の問題は、現在十分に定量的でないことです」とクロフォードは驚きの科学に語った。 「彼らは物事がどこから来たのかを大雑把に示すことができますが、どれだけあるかを伝えることはできません。」
衛星は、地上レベルの汚染と大気中のより高い場所にある汚染を区別することもできません。 また、彼らは1日に1回だけ循環し、早朝、通勤者が化石燃料を忙しく燃やしていない場合、または午後遅くに排出物が増えて大気の質が最悪の場合、科学者はそうしません汚染がどの程度悪化するかを明確に把握してください。 地上の監視ステーションも同様に制限されています。 彼らは科学者に、監視ステーションの上方の空気を含まない狭い写真や、空気がどのように混合して移動するかを理解することを提供します。 NASAの調査からの調査、特に螺旋状の飛行機によって収集された調査は、これらのギャップを埋めます。
フライトからのデータは、将来の衛星と組み合わせて使用されます。 「私たちが目指しているのは、1日中アメリカを見つめる静止衛星です」とクロフォードは驚きの科学に語った。 汚染の全体的なレベルを測定できる静止衛星は1つの位置にホバリングできますが、現在の衛星と同様に、研究者は汚染がサンジョアキンバレーから取得したような地球の表面上をどのように移動するかを詳述する航空機の補助データを必要とします衛星が見るものの検証と解釈を支援します。 「衛星が単独で動作することは決してなく、地上局は十分に機能しません」とクロフォード氏は言いました。
しかし最初に、研究は大気質のコンピューターモデルにプラグインされ、排出源の特定に役立ちます。 Crawford氏によると、大気汚染の原因となる汚染源の原因となる汚染源、そして汚染のレベルを正確に把握することが、大気環境規制を設定しているEPAと州政府機関の優先事項です。 データは、排出量を削減し、経済およびその他の生活の質の問題への影響を最小限に抑えて空気を浄化する戦略を示します。 「大気質の予測は素晴らしい」とクロフォードは言う。 「しかし、ある時点で、人々は「なぜ私たちはそれについて何かをしていないのか？」と尋ねるでしょう。 研究者たちは、ワシントンDCエリア上で同様の飛行を行い、今後数年でヒューストンとおそらくデンバーの高架飛行を計画しています。
確かなことは、アクションを通知するデータが非常に必要なことです。 2011年、渓谷の東端にあるセコイアとキングスキャニオン国立公園は、EPAの国家大気環境基準の1年のうち合計87日間に違反し、フレズノは基準52日間を超えました。 汚染の原因と責任者を正確に特定することは、研究の目標であり、いわば空気の浄化に大いに役立ちます。
