Lohikäärmeen henkäys: ERS-2 ja Envisat paljastavat taloudellisen kasvun vaikutukset Kiinan ilmanlaatuun
Kiinan päätä huimaava taloudellinen kasvu viimeisen vuosikymmenen aikana on tuonut mukanaan paitsi monia etuja myös haasteita. Tämän viikon Nature-tiedelehden mukaan ERS-2-satelliitin GOME-instrumentin ja Envisat-satelliitin SCIAMACHY-spektrometrin tekemät maailmanlaajuiset typpidioksidikartoitukset osoittavat suurimpien NO2-pitoisuuksien leijuvan Pekingin ja Koillis-Kiinan yläpuolella.
Osana ESAn Dragon-hanketta eurooppalaiset ja kiinalaiset tutkijat tarkkailevat ja ennustavat Kiinan ilmanlaatua ERS-2:n GOME-instrumentin (Global Ozone Mapping Experiment) ja Envisatin SCIAMACHY-spektrometrin (Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography) mittaustulosten avulla.
Tässä yhteydessä Bremenin yliopiston, Hampurissa sijaitsevan Max-Planck-ilmatieteenlaitoksen ja Ranskan kansallinen tutkimuslaitoksen CNRS:n tutkijat ovat pyrkineet selvittämään typpidioksidipitoisuuksien vaihtelevuuden mittaamista avaruudesta ja mallintaneet kaasun globaalia käyttäytymistä.
Nature-tiedelehti julkaisi 1.9.2005 ilmestyneessä numerossaan tutkimusryhmän laatiman artikkelin, joka käsittelee viimeisen vuosikymmenen aikana avaruudesta mitatuissa NO2-pitoisuuksissa tapahtuneita muutoksia ja etenkin Kiinan yllä esiintyneitä huikeita muutoksia. Ilmakehän typpidioksidia (NO2) ja typpioksidia (NO) kutsutaan NOX-kaasuiksi. Niitä vapautuu troposfääriin voimalaitoksista, raskasteollisuudesta ja tieliikenteestä sekä biomassan polttamisesta, salamoista ja maaperän mikrobitoiminnasta. Typpioksidien päästöt ovat kasvaneet kuusinkertaisiksi teollistumista edeltäneistä ajoista, ja kaupungeissa NOX-kaasuja on tuhat kertaa enemmän kuin saastumattomalla pohjoisella Tyynellä merellä.
Hyvin suurille typpidioksidipitoisuuksille altistumisen tiedetään aiheuttavan keuhkovaurioita ja hengitysvaikeuksia, mutta pitkäkestoisen kohonneille pitoisuuksille altistumisen seurauksista ei tiedetä paljoakaan. Typpidioksidi on merkittävä edistävä tekijä otsonin syntymisessä Maan pinnalla. Troposfäärissä (ilmakehän alimmassa, 8-16 kilometrin korkeuteen ulottuvassa kerroksessa) otsoni on haitallinen saaste ja fotokemiallisen savusumun ainesosa.
"Keski- ja Itä-Euroopan sekä joidenkin Yhdysvaltain itärannikon osien yllä ilmakehän kerrosten typpidioksidipitoisuudet ovat joko pysyneet samalla tasolla tai jopa hieman vähentyneet, mutta Kiinan yllä pitoisuuksissa on havaittu selkeä ja huomattava kasvu", selittää SCIAMACHYn päätutkija John Burrows Bremenin yliopiston ympäristöfysiikan instituutista.
Ennen SCIAMACHY-spektroskooppia NO2-pitoisuuksia mitattiin ESAn ERS-2-satelliitin mukana matkaavalla GOME-instrumentilla. Vaikka GOMEn erottelukyky olikin huonompi, artikkeli osoittaa instrumenttien NO2-mittaustulosten olevan saumattoman yhdenmukaiset.
"Yhdistettynä tiedot näyttävät typpidioksidipitoisuuksien kasvaneen noin 50 %:lla vuoteen 1996 verrattuna, ja kasvu jatkuu edelleen."
Avaruudessa olevat mittalaitteet ovat ainoa tehokas tapa tarkkailla ilmakehää sekä maailmanlaajuisesti että alueellisesti. GOME oli ensimmäinen satelliitti-instrumentti, joka onnistui tunnistamaan typpidioksidin troposfääristä, mutta sen spatiaalinen erottelukyky (320 x 40 km) oli huonompi kuin SCIAMACHYn (60 x 30 km).
Lisäksi SCIAMACHY tarkkailee ilmakehää kahdella eri tavalla – alaspäin nadiiriluotauksella sekä lentosuunnassa viistoluotauksella – ja laajemmalla spektrialueella.
Typpidioksidipitoisuuksien nousu on taloudellisen menestyksen epätoivottu sivutuote. Kiinan teollistumisbuumi on tehnyt siitä maailman suurimman kuparin, alumiinin ja sementin kuluttajan sekä toiseksi suurimman öljyntuojan. Autojen lukumäärä maassa on kaksinkertaistunut muutaman vuoden välein.
"Kiinan yllä leijuvan typpidioksidin määrä vaihtelee vuodenajan mukaan", Burrows lisää. "Sitä on enemmän talvella ilmatieteellisistä tekijöistä ja päästömäärien vaihtelusta johtuen. Polttoainetta poltetaan enemmän talvella rakennusten lämmittämiseksi, ja NO2 pysyy ilmakehässä vähäisemmän auringonpaisteen vuoksi kokonaisen päivän verrattuna kesäajan muutamaan tuntiin.
"Ilmatieteellisillä tekijöillä on oma roolinsa. Pitoisuudet ovat suurimmat ennen joulua, mikä ei johdu siitä, että teollinen tuotanto, asuinrakennusten lämmittäminen tai liikenne yhtäkkiä vähenevät pyhien jälkeen, vaan siitä, että ilma, joka on kiertänyt Aasian yllä, alkaa virrata itää kohti. Tämä on samantapainen ilmiö kuin ilmiö, joka kuljettaa pölyä Gobin autiomaasta Yhdysvaltain länsirannikon poikki."
Lisätietoja löytyy englanniksi oikealla olevista linkeistä:
http://www.esa.int/esaCP/SEMEE6A5QCE_index_0.html
