Če bi morali uganiti, kateri del ZDA ima najhujše onesnaževanje zraka - kjer se vetrovi in topografija zarotijo s hlapi iz bencinskih vozil, da ustvarijo zračno greznico - mesta, kot so Los Angeles, Atlanta in pozneje Salt Lake City, bi verjetno prišlo na misel. Resničnost bo morda nekoliko presenetila. Po podatkih agencije za varstvo okolja je kalifornijska dolina San Joaquin v Kaliforniji "dom najslabše kakovosti zraka v državi."
Ni naključje, dolina San Joaquin je tudi najbolj produktivna kmetijska regija na svetu in najvišja regija za pridelavo mleka v državi. Težki dizelski tovornjaki nenehno brskajo po dolini, dnevno oddajajo 14 ton ozona z toplogrednimi plini, živalska krma pa nabere ogromno 25 ton ozona na dan, ko fermentira, kaže raziskava iz leta 2010. Poleg tega vroče poletne temperature spodbujajo k nastanku prizemnega ozona, glede na območje za nadzor onesnaževanja zraka v dolini San Joaquin. Onesnaženje odteka tudi navzdol z območja zaliva, gorovje Sierra Nevada na vzhodu pa pomaga ujeti vse te onesnaževalce blizu dna doline. Delci, ki ustvarjajo gost sivkasto rjav smog, ki visi nad dolino, so najpomembnejši - povezani so s srčnimi boleznimi, otroško astmo in drugimi boleznimi dihal.
Ko je torej NASA zasnovala novo, petletno študijo kakovosti zraka, ki bo pomagala natančno prilagoditi prizadevanja za natančno merjenje onesnaženja in toplogrednih plinov iz vesolja, se je usmerila v dolino San Joaquin. "Ko poskušate razumeti težavo, greste tja, kjer je težava najbolj očitna, " je v intervjuju dejal glavni preiskovalec študije Jim Crawford. Za Crawforda je umazan zrak nad dolino morda pomemben pri oceni, kako človeške dejavnosti prispevajo k podnebnim spremembam. "Podnebne spremembe in kakovost zraka so resnično povezani z istim korenom v smislu, da je kakovost zraka kratkoročni učinek človeškega vpliva, podnebne spremembe pa dolgoročni učinek, " je dejal Crawford.
Januarja in februarja je NASA poslala dva raziskovalna letala v nebo nad dolino San Joaquin, da bi zbrala podatke o onesnaženosti zraka. Eno letalo je podnevi letelo z velike višine nad dolino, oboroženo z daljinskimi senzorji, drugo letalo pa je križarilo navzgor in navzdol po dolini, občasno se je vrtelo navzdol proti tlom, da bi primerjalo onesnaženje na višji in nižji nadmorski višini. Za merjenje tal smo uporabili tudi vremenske balone.
Podatki, ki jih je NASA zbrala v poskusu, so bili podobni podatkom, ki jih sateliti vidijo iz vesolja: prisotnost ozona, drobnih delcev, dušikovega dioksida in formaldehida (predhodniki onesnaženja in ozona) ter ogljikovega monoksida (ki ima povprečno življenjsko dobo v mesecu in lahko uporablja se za opazovanje prevoza onesnaženja). Toda sateliti so v svojih sposobnostih zaznavanja kakovosti zraka omejeni. "Pravi problem satelitov je, da trenutno niso dovolj količinski, " je Crawford povedal za Surprising Science. "V grobem lahko pokažejo, od kod prihajajo stvari, vendar ne morejo povedati, koliko jih je."
Tudi sateliti ne morejo razlikovati med onesnaženjem na tleh in tistim, ki obstaja v atmosferi. Poleg tega krožijo le enkrat na dan, in če to ni zgodaj zjutraj, ko prebivalci burno gorijo fosilna goriva, ali pozno popoldne, ko se emisije poslabšajo in je kakovost zraka najslabša, znanstveniki ne imeti jasno sliko o tem, kako lahko pride do slabega onesnaženja. Nadzorne postaje na terenu so prav tako omejene. Znanstvenikom nudijo ozko sliko, ki ne vključuje zraka dlje od opazovalne postaje ali razumevanja, kako se zrak meša in premika. Raziskave iz Nasine študije, zlasti tiste, ki jih je zbralo spiralno letalo, zapolnjujejo te vrzeli.
Podatki iz letov bodo uporabljeni tudi v povezavi s prihodnjimi sateliti. "To, kar poskušamo premakniti, je geostacionarni satelit, ki bo ves dan strmel v Ameriko, " je Crawford povedal za Surprising Science. Geostacionarni sateliti - ki bodo lahko izmerili splošno raven onesnaževanja - se lahko pomikajo nad enim položajem, vendar tako kot trenutni sateliti tudi raziskovalci potrebujejo pomožne podatke iz letala, ki podrobno opisujejo, kako onesnaženje potuje nad zemeljsko površino, kot je tisto iz doline San Joaquin, do pomagati pri potrditvi in razlagi tega, kar vidijo sateliti. "Satelit nikoli ne bo deloval izolirano in zemeljska postaja ne bo storila dovolj, " je dejal Crawford.
Najprej pa bodo raziskave vključene v računalniške modele kakovosti zraka, ki bodo pomagali poiskati vire emisij. Crawford je vedel, kako viri delujejo skupaj, da prispevajo k slabi kakovosti zraka, kje je onesnaževanje in natančno to, na kakšnih ravneh je to prednostna naloga EPA, ki določa predpise o kakovosti zraka, in državnih agencij, ki jih izvajajo. Podatki bodo informirali o njihovih strategijah za zmanjšanje emisij in čiščenje zraka z minimalnim vplivom na gospodarstvo in drugimi vprašanji kakovosti življenja. "Napovedi o kakovosti zraka so odlične, " pravi Crawford. "Toda v nekem trenutku se bodo ljudje vprašali:" Zakaj ne naredimo nekaj v zvezi s tem? " Odgovor je, da smo. "Raziskovalci so v prihodnjih letih izvajali podobne lete nad območjem Washingtona, DC in načrtujejo prelete Houstona in morda tudi Denverja.
Zagotovo je eno: ukrepi za obveščanje so nujno potrebni. Leta 2011 sta narodni park Sequoia in Kings Canyon, na vzhodnem robu doline, skupno 87 dni v letu kršila nacionalni standard kakovosti zunanjega zraka EPA in Fresno je presegel običajnih 52 dni. Če natančno določimo, od kod izvira onesnaževanje in kdo je odgovoren - cilj študije, bomo tako rekoč očistili zrak.
