Drakens andedräkt: ERS-2 och Envisat avslöjar den ekonomiska tillväxtens effekt på luftkvaliteten i Kina
Kinas spektakulära ekonomiska tillväxt under de senaste 10 åren har fört med sig många fördelar – och en del utmaningar. En global kartläggning av kvävedioxidföroreningar i atmosfären som utförts av GOME ombord på ERS-2 och SCIAMACHY ombord på Envisat avslöjar att världens största volym av kvävedioxid hänger över Beijing och nordöstra Kina, enligt en ny rapport i tidskriften Nature.
Som en del av ESAs Dragon Programme använder europeiska och kinesiska forskare resultaten från GOME (Global Ozone Mapping Experiment) ombord på ERS-2 och SCIAMACHY (Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography) ombord på Envisat för att övervaka och förutse Kinas luftkvalitet.
I detta sammanhang har forskare vid University of Bremen, Max-Planck Institute of Meteorology, Hamburg, och Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Frankrike, från rymden studerat variabiliteten i återhämtningen av kvävedioxid och modellerat dess globala beteende.
Teamet har publicerat en artikel i den vetenskapliga tidskriften Nature, utgåva 1 september 2005, om de globala förändringarna av NO2 som observerats från rymden under det senaste decenniet, och särskilt betonat de dramatiska förändringarna över Kina.
Kvävedioxid (NO2) är associerad med kväveoxid (NO) i atmosfären och summan av de två kallas NOX. Det släpps ut i troposfären från kraftanläggningar, tung industri och vägtransporter, tillsammans med förbränning av biomassa, blixtar i atmosfären och mikrobiell aktivitet i marken. Emissionen av kväveoxider har ökat ungefär sex gånger sedan den industriella eran startade och i städer finns det över tusen gånger mer NOX än i ofördärvade och avlägsna marina gränsskikt.
Det är ett faktum att exponering för kvävedioxid i stora kvantiteter orsakar lungskador och andningsproblem, men lite är känt om följderna vid långvarig exponering för förhöjda atmosfäriska nivåer. Förekomsten av denna gas är en signifikant drivkraft för produktionen av lågnivå-ozon som inom troposfären (den lägsta delen av atmosfären, vilken i höjdled sträcker sig 8–16 kilometer) i sig är en skadlig och giftig förorening, och en betydande ingrediens i fotokemisk smog.
"Medan koncentrationerna av kvävedioxid, betraktade som vertikala pelare, över centrala och östra Europa samt delar av USAs västkust har varit statiska, eller förevisat en liten ökning, har en tydlig och signifikant ökning ägt rum över Kina," förklarar John Burrows vid University of Bremens Institute of Environmental Physics, SCIAMACHYs Principal Investigator.
"Innan SCIAMACHY togs i drift erhöll vi NO2-data från dess föregångare, GOME ombord på ESAs ERS-2. Även om GOME har lägre upplösning visar artikeln att data om Kinas NO2-återhämtning från de två instrumenten överlappar varandra sömlöst.
"Vad dessa kombinerade data visar är att nivåerna av kvävedioxid har ökat med omkring 50 procent sedan 1996, och denna utveckling fortsätter."
Rymdbaserade sensorer är enda sättet att utföra en effektiv global och regional övervakning av atmosfären. GOME var det första satellitbaserade instrumentet för att detektera kvävedioxid i troposfären, men SCIAMACHY har en överlägsen prestanda, med en spatial upplösning på 60 x 30 km jämfört med GOMEs 320 x 40 km.
SCIAMACHY observerar dessutom atmosfären på två olika sätt – nedåt (nadirsondering) och längsgående sondering i flygriktningen – och inom ett större spektralområde än GOME.
De ökade nivåerna av kvävedioxid är en olycklig bieffekt av ekonomisk framgång. Kinas industriella uppsving har gjort landet till världens största konsument av koppar, aluminium och cement och världens näst största importör av olja. Antalet bilägare i landet har fördubblats med ett intervall på bara några få år.
"Kinas koncentration av kvävedioxid varierar beroende på årstiden," tillägger Burrows. "Förekomsten är större på vintern som ett resultat av olika emissionsmönster och meteorologiska förhållanden. Som exempel förbrukas mer bränsle för uppvärmning och NO2 stannar kvar längre i atmosfären vid denna mindre soliga tid på året – omkring ett dygn i stället för timmar under sommaren.
"Meteorologiska förhållanden spelar också in. En topp inträffar före jul, men denna beror inte på att industriella aktiviteter, bostadsuppvärmning eller transporter plötsligt minskar efter semestersäsongen. Orsaken är det östgående utflödet av luft som tidigare kretsat runt Asien. Detta är samma typ av fenomen som transporterar damm från Gobiöknen till den amerikanska västkusten."
Mer detaljerad information på engelska finns vid:
http://www.esa.int/esaCP/SEMEE6A5QCE_index_0.html
