Двуокись серы (SO2), являющаяся известной опасностью для здоровья и вызывающей кислотные дожди, является одним из шести загрязнителей воздуха, регулируемых Агентством по охране окружающей среды США. Текущая деятельность по мониторингу диоксида серы включает использование кадастров выбросов, полученных на основе наземных измерений и факторов, таких как использование топлива. Кадастры используются для оценки регуляторной политики для улучшения качества воздуха и для прогнозирования будущих сценариев выбросов, которые могут возникнуть в связи с экономическим ростом и ростом населения.Но для разработки всеобъемлющих и точных инвентаризаций промышленность, государственные учреждения и ученые сначала должны знать местонахождение источников загрязнения.
«Теперь у нас есть независимые измерения этих источников выбросов, которые не зависят от того, что было известно или считалось известным», — сказал Крис МакЛинден, атмосферный ученый из отдела окружающей среды и изменения климата Канады в Торонто и ведущий автор исследования, опубликованного на этой неделе в журнале Nature. Науки о Земле. «Когда вы смотрите на спутниковый снимок диоксида серы, вы в конечном итоге видите, что он появляется в виде горячих точек — по сути,« яблочко », что упрощает оценку выбросов».39 незарегистрированных источников выбросов, обнаруженных при анализе спутниковых данных с 2005 по 2014 год, представляют собой группы угольных электростанций, плавильных печей, нефтегазовых предприятий, обнаруженных, в частности, на Ближнем Востоке, а также в Мексике и некоторых частях России.
Кроме того, зарегистрированные выбросы из известных источников в этих регионах были — в некоторых случаях — в два-три раза ниже, чем оценки, полученные со спутников.В целом, на неучтенные и заниженные источники приходится около 12 процентов всех антропогенных выбросов диоксида серы — несоответствие, которое может иметь большое влияние на качество воздуха в регионе, сказал МакЛинден.
Исследовательская группа также обнаружила 75 естественных источников диоксида серы — не извергающиеся вулканы, медленно выделяющие токсичный газ в течение года. Хотя это не обязательно неизвестно, многие вулканы находятся в удаленных местах и ??не контролируются, поэтому этот набор спутниковых данных является первым, который предоставляет регулярную ежегодную информацию об этих пассивных вулканических выбросах.«Количественная оценка двуокиси серы — это двухэтапный процесс, который был бы невозможен без двух инноваций в работе со спутниковыми данными», — сказал соавтор Николай Кротков, ученый-атмосферник из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте.
Мэриленд.Первым было усовершенствование компьютерной обработки, которая преобразует необработанные спутниковые наблюдения, полученные с голландско-финского прибора для мониторинга озона на борту космического корабля НАСА Aura, в точные оценки концентраций диоксида серы. Кротков и его команда теперь могут более точно обнаруживать меньшие концентрации диоксида серы, в том числе те, которые выбрасываются антропогенными источниками, такими как нефтедобывающие предприятия и электростанции среднего размера.
Возможность обнаружения меньших концентраций привела ко второму нововведению. МакЛинден и его коллеги использовали новую компьютерную программу для более точного обнаружения диоксида серы, который был рассеян и разбавлен ветрами. Затем они использовали точные оценки силы и направления ветра, полученные на основе модели, основанной на спутниковых данных, чтобы отследить загрязнение до местоположения источника, а также оценить, сколько диоксида серы было выброшено из дымовой трубы.
«Уникальное преимущество спутниковых данных — это пространственный охват», — сказал Брайан Дункан, атмосферный ученый из Годдарда. «Этот документ является прекрасной демонстрацией того, как новые и улучшенные наборы спутниковых данных в сочетании с новыми и улучшенными методами анализа данных позволяют нам идентифицировать еще более мелкие источники загрязняющих веществ и количественно определять эти выбросы по всему миру».Университет Мэриленда, Колледж-Парк и Университет Далхаузи в Галифаксе, Новая Шотландия, внесли свой вклад в это исследование.