El nuevo satélite de contaminación del aire de la NASA proporcionará actualizaciones cada hora

Cuando los científicos utilizaron el instrumento a bordo de un nuevo satélite este verano, obtuvieron una vista previa de lo que pronto se convertirá en el primer registro continuo de contaminación del aire en el país.

El satélite permanecerá estacionado sobre América del Norte y proporcionará a los científicos actualizaciones diurnas y horarias sobre la contaminación del aire en todo el país. El jueves, los investigadores publicaron sus primeras imágenes, que muestran cambios en la contaminación por dióxido de nitrógeno en Estados Unidos en el transcurso de un solo día.

“Es realmente emocionante ver que el instrumento funciona como se esperaba”, dijo Xiong Liu, subdirector de la misión y físico del Centro de Astrofísica dirigido por la Universidad de Harvard y el Instituto Smithsonian. El instrumento satelital, llamado TEMPO, podrá medir también muchos otros contaminantes.

Las imágenes surgen durante un verano de calidad del aire excepcionalmente pobre en los Estados Unidos, con humo de incendios forestales que cubren múltiples ciudades y regiones. Pero incluso antes de este verano, durante la última década, los estadounidenses han disfrutado de mejoras en la calidad del aire desde la aprobación de la Ley de Aire Limpio en 1970. han comenzado a estabilizarse.

El Dr. Liu dijo que si bien la contaminación del aire ha mejorado a lo largo de los años, “un tercio de los estadounidenses todavía vive con niveles poco saludables de contaminación del aire”.

El dióxido de nitrógeno proviene de la quema de combustible y crea otros tipos de contaminación a través de reacciones químicas en el aire. Las imágenes muestran claros puntos críticos de gas alrededor de las principales ciudades, con niveles más altos durante la mañana y la noche, cuando hay más tráfico.

Además de observar la Tierra a través del nuevo satélite, los científicos se desplegaron por todo el país a pie y en aviones de investigación en julio y agosto pasados, en una producción meticulosamente diseñada para tratar de comprender por qué la calidad del aire no ha mejorado.

Debido a que los contaminantes pueden ser transportados miles de kilómetros por el viento, ha sido difícil para los científicos identificar las mayores fuentes de contaminación a escala nacional. Se espera que las actualizaciones cada hora de TEMPO sean un “verdadero cambio de juego” al brindar a los investigadores la capacidad de rastrear la contaminación del aire en su origen, dijo Brian McDonald, ingeniero ambiental de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica que coordina la investigación de campo este verano con el satélite. . .

Históricamente, el tráfico de vehículos motorizados ha sido uno de los mayores contribuyentes a la contaminación del aire, pero las normas de emisiones más estrictas para los vehículos motorizados han reducido la contaminación derivada de la conducción. Al mismo tiempo, explicó el Dr. MacDonald, ha aumentado la importancia relativa de productos y consumibles, como pinturas y pesticidas, que emiten contaminantes conocidos como compuestos orgánicos volátiles (COV).

Estos compuestos reaccionan con el dióxido de nitrógeno del aire para formar la dañina capa de ozono a nivel del suelo, lo que tiene un efecto significativo. Se mantuvo obstinadamente alto en algunos lugares, especialmente en California y en las principales áreas metropolitanas de todo el país. Si bien la capa de ozono en lo alto de la atmósfera nos protege de los rayos ultravioleta que causan cáncer, el ozono que se encuentra cerca del suelo puede agravar o causar enfermedades respiratorias como asma, bronquitis y enfisema.

Otro problema persistente es la contaminación por partículas, formadas por partículas microscópicas lo suficientemente pequeñas como para ingresar al torrente sanguíneo y causar enfermedades cardíacas y pulmonares, accidentes cerebrovasculares e incluso muerte prematura en casos graves. Esta contaminación, también conocida como PM2,5, comenzó a aumentar nuevamente alrededor de 2016 después de años de disminución.

Los incendios forestales, que se están volviendo más frecuentes e intensos a medida que el cambio climático crea condiciones más cálidas y secas, parecen ser la razón principal detrás de esta reversión, según un estudio publicado el otoño pasado.

Esta investigación se basó en un viejo satélite que proporcionaba mediciones diarias, dijo Marshall Burke, profesor de política ambiental en la Universidad de Stanford y uno de los autores del estudio. Actualmente, él y sus colegas dependen en gran medida de modelos informáticos de cómo los contaminantes se mueven con el viento para llenar los espacios entre las observaciones reales.

El Dr. Burke, que no participa en la misión TEMPO, dijo que esperaba recibir datos cada hora del satélite, que serían “similares a un vídeo”. “A medida que tienes más y más imágenes, es mucho más fácil completar el mapa de donde vinieron las cosas”, añadió.

TEMPO podrá rastrear la contaminación del aire con una precisión de aproximadamente cuatro millas cuadradas. Ahí es donde entran en juego los vuelos, viajes en auto y caminatas coordinados este verano.

“Los datos de estas campañas de campo actúan como un circuito decodificador” para el satélite, dijo Tracy Holloway, profesora de análisis y políticas energéticas en la Universidad de Wisconsin-Madison que estudia la calidad del aire pero no participa en el proyecto.

Un lugar donde los científicos recopilan datos a nivel microlocal es la ciudad de Nueva York. Incluso las ciudades que monitorean rutinariamente su aire generalmente no tienen suficiente equipo para cubrir todos los vecindarios. Esto es un problema porque dentro de las ciudades o regiones individuales, la contaminación del aire tiende a distribuirse de manera desigual.

Desde finales de julio, decenas de investigadores dirigidos por Audrey Gowdel y Prathap Ramamurthy de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) se han turnado para caminar en parejas por la ciudad, cargando una mochila llena de sensores de calidad del aire. Los espectadores a menudo se preguntaban si los científicos irían a pescar, debido a los tubos largos y delgados que sobresalen del embalaje para aspirar muestras de aire.

Cada día, un colega rastreaba las trayectorias de vuelo de los aviones de investigación de la NASA y proporcionaba actualizaciones en WhatsApp para que los excursionistas pudieran caminar debajo de los aviones. Los conjuntos de datos se compararán más adelante. Los investigadores cubrieron docenas de pistas, asegurándose de incluir vecindarios económicamente desfavorecidos y vecindarios con mayores poblaciones de color. Estas regiones a menudo enfrentan una contaminación del aire desproporcionada, pero sus datos son escasos.

“Con suerte, tendremos mejores modelos y mejores predicciones a nivel de calle”, dijo Yoshira Ornelas van Horn, profesora de salud ambiental en la Universidad de Columbia y otra colaboradora de TEMPO.

Se necesitarán algunos meses para analizar todos los datos, pero los propios paseos ya han arrojado luz sobre la relación entre el cambio climático y la calidad del aire. (El Dr. Ramamurthy dijo que caminar largas horas en pleno verano era “terrible”). Las temperaturas más altas generalmente están asociadas con niveles más altos de contaminación por ozono, y en el día de muestreo más caluroso, las lecturas de ozono superaron los estándares nacionales establecidos por el gobierno. El Dr. Gowdel señaló la Agencia de Protección Ambiental.

Los datos del satélite TEMPO deberían estar disponibles para el público en general en la primavera de 2024. Mientras tanto, más de 400 usuarios, incluidas varias agencias estatales y federales, se han registrado como “usuarios tempranos”.

Los investigadores del Sistema de Salud Mount Sinai de Nueva York planean utilizar los datos de TEMPO para estudiar cómo los contaminantes del aire afectan los síntomas del asma en los niños. La Oficina del Departamento del Aire de Connecticut planea utilizar los datos para investigar la fuente de la inusualmente alta contaminación por ozono del estado.

El Dr. Ornelas Van Horn espera que la investigación de este verano brinde a los tomadores de decisiones la información necesaria para hacer algo con respecto a los problemas no resueltos de calidad del aire del país. “Todos estamos de acuerdo en que la contaminación del aire es mala”, afirmó.