De adem van de draak: ERS-2 en Envisat tonen gevolgen van economische groei voor luchtkwaliteit in China

8 september 2005

China's spectaculaire economische groei van de laatste tien jaar heeft het land veel voordelen gebracht, maar ook kwesties die om een oplossing vragen. ERS-2's GOME en Envisats SCIAMACHY brengen wereldwijd de atmosferische verontreiniging door stikstofdioxide in kaart en hebben de grootste concentraties NO2 aangetroffen boven Beijing en het noordoosten van China. Dat staat deze week in Nature.

In het kader van ESA's Dragon Programme maken Europese en Chinese onderzoekers gebruik van de gegevens van ERS-2's Global Ozone Mapping Experiment (GOME) en Envisat's Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography (SCIAMACHY) om de luchtkwaliteit van China te bewaken en te voorspellen.

Zo hebben wetenschappers verbonden aan de universiteit van Bremen, het Max Planck Instituut voor Meteorologie in Hamburg en het Franse Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) de satellietgegevens over het verloop van stikstofdioxideconcentraties geanalyseerd en modellen ontwikkeld voor het wereldwijd gedrag ervan.

Het team heeft in de afgelopen editie van het tijdschrift Nature een artikel gepubliceerd over de veranderingen in NO2 die de afgelopen tien jaar zijn waargenomen vanuit de ruimte. Het wijst met name op de enorme veranderingen boven China.

Stikstofdioxide (NO2) wordt gewoonlijk in één adem genoemd met stikstofmonoxide (NO) in de atmosfeer. De verzamelnaam voor beide is NOX. NOX komt in de troposfeer terecht als gevolg van uitstoot door energiecentrales, zware industrie en wegverkeer. En door de verbranding van biomassa, bliksem in de atmosfeer en microbiële activiteit in de bodem. De uitstoot van stikstofoxiden is tegenwoordig ongeveer zes keer hoger dan in het pre-industriële tijdperk, en boven grote steden is de concentratie NOX duizend keer hoger dan in ongerepte, afgelegen kustgebieden.

Bekend is dat blootstelling aan grote hoeveelheden stikstofdioxide longbeschadiging en ademhalingsproblemen veroorzaakt. Er is echter nog weinig bekend over de gevolgen van langdurige blootstelling aan hoge concentraties in de atmosfeer. Dit gas draagt in belangrijke mate bij aan de productie van ozon in de troposfeer, de onderste laag van de atmosfeer die reikt tot een hoogte van zestien kilometer. Ozon is zelf een schadelijke, giftige verontreinigende stof en een belangrijk ingrediënt van fotochemische smog.

'De concentraties stikstofdioxide die we hebben aangetroffen in verticale kolommen boven Centraal- en Oost-Europa en delen van de oostkust van de Verenigde Staten blijven gelijk of vertonen een lichte daling. Boven China is daarentegen sprake van een duidelijke, grote stijging', zegt John Burrows van het Instituut voor Milieufysica van de Universiteit van Bremen, hoofdonderzoeker voor SCIAMACHY.

'Voordat SCIAMACHY werd gelanceerd, verzamelden we NO2-gegevens met de voorloper GOME aan boord van ESA's ERS-2. Hoewel de resolutie van GOME lager was, blijkt uit het artikel dat de door beide instrumenten verzamelde NO2-gegevens voor China naadloos op elkaar aansluiten.

'De gecombineerde gegevens laten zien dat de niveaus stikstofdioxide sinds 1996 met ongeveer vijftig procent zijn gestegen en dat deze ontwikkeling zich doorzet.'

Alleen met satellietsensoren is het mogelijk om wereldwijd en regionaal de atmosfeer effectief te bewaken. GOME beet het spits af in het satellietonderzoek naar troposferische stikstofdioxide. Met de komst van SCIAMACHY zijn de prestaties flink verbeterd: de ruimtelijke resolutie van het nieuwe instrument is zestig bij dertig kilometer, tegenover 320 bij veertig kilometer voor GOME.

Verder verricht SCIAMACHY waarnemingen in twee richtingen -recht omlaag (nadir-peiling) en in de vliegrichting- en heeft hij een groter spectraal bereik dan zijn voorloper.

Een verhoogde stikstofdioxideconcentratie is een ongelukkig neveneffect van een goed draaiende economie. Door de bloei van de nationale industrie is China inmiddels de grootste afnemer van koper, aluminium en cement en de op een na grootste olie-importeur ter wereld. Elke paar jaar verdubbelt bovendien het aantal auto-eigenaren.

'De concentratie stikstofdioxide in China is seizoensafhankelijk', vervolgt Burrows. 'In de winter is die hoger omdat de uitstoot en het weer dan anders zijn. Er wordt bijvoorbeeld meer gestookt en het is minder zonnig, waardoor het langer duurt voordat NO2 uiteenvalt in de atmosfeer. Ongeveer een dag en niet enkele uren, zoals in de zomer.

'Weersverschijnselen spelen ook een rol. Tegen kerst is er een piek. Niet omdat er dan ineens sprake zou zijn van minder industriële activiteit, verwarming of vervoer, maar omdat de luchtstroom die eerst een rondgaande beweging door Azië maakte, dan in oostelijke richting komt te staan. Hetzelfde verschijnsel zorgt ervoor dat stof uit de Gobiwoestijn aan de westkust van de VS terechtkomt.'

Meer uitgebreide informatie in het Engels is te vinden op:
http://www.esa.int/esaCP/SEMEE6A5QCE_index_0.html

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.