På forhånd afslører satellitter skjulte hot spots med ammoniakforurening

Kvægdrift kan være en vigtig kilde til ammoniakemissioner.

Melanie Blanding / Alamy Stock-foto

På forhånd afslører satellitter skjulte hot spots med ammoniakforurening

Af Erik StokstadDec. 6, 2018, 17:25

Ammoniak er en betydelig ingrediens i smog og et voksende problem, men forskere har kæmpet for at spore emissioner i detaljer fra kilder som dyrefoder og gødningsfabrikker. Nu kan satellitdata, der er beskrevet i et nyt papir, hjælpe dem med at finde og måle ammoniak-hotspots, hvilket potentielt giver en uafhængig måde at spore fremskridt hen imod nationale forureningsmål.

It sa ægte historiske øjeblik, siger Mark Sutton, miljøfysiker ved Center for Ecology & Hydrology i Edinburgh. Dette papir præsenterer et vartegn, et utroligt detaljeringsniveau.

Sammenlignet med sod, ozon og andre luftforurenende stoffer er ammoniak et forsømt stebarn, siger Sutton, både i forsknings- og luftkvalitetsregler. En del af vanskeligheden er blot at måle det. Kemikaliet forbliver typisk i atmosfæren i mindre end et døgn, før det reagerer med andre molekyler og bliver til partikler. Så det er ikke let at måle koncentrationer, selv når man studerer det med jordbaserede instrumenter. I Holland kan for eksempel Vi kan stadig ikke få et godt billede af ammoniak trods et stort antal overvågningsstationer, siger Jan Willem Erisman, kvælstofekspert ved Vrije Universiteit Amsterdam. Dette fortæller dig betydningen af ​​satellitmålinger.

Fjernsensereeksperter var imidlertid længe skeptiske over chancerne for at måle ammoniak med satellitter, delvis på grund af dets lave koncentrationer. Det er en af ​​de forurenende stoffer, som vi aldrig troede, vi kunne måle fra rummet, siger Cathy Clerbaux, en fysiker hos det franske nationale forskningsbureau CNRS i Paris. Clerbaux fører tilsyn med et satellitbaseret instrument kaldet det infrarøde atmosfæriske klingende interferometer (IASI), der let kan måle koncentrationen af ​​molekyler såsom metan og ozon. Men inden for få år efter lanceringen af ​​den første IASI i 2007 havde Clerbaux og kolleger drillet et indledende kort over vigtigste kilder til ammoniak, såsom røg fra store brande. Det var meget groft, ”minder hun.

Nu har de forfinet kortene markant takket være en smart måde at behandle 9 års data ved at løse emissioner inden for kvadratkilometer. Med et næsten globalt kort over ammoniakemissioner begyndte Martin van Damme fra Det Frie Universitet i Bruxelles at identificere kilderne til de mest intense emissioner. Ved at kontrollere billeder fra Google Earth og andre kilder identificerede Van Damme 83 steder med landbrugskilder, for det meste store koncentrationer af køer, svin eller kyllinger, hvor ammoniak slap væk fra damme eller dynger med dyreaffald. Yderligere 130 hot spots var fabrikker, der fremstiller gødning fra ammoniak, rapporterer de denne uge i Nature . Kortene inkluderer også store områder, hvor ammoniak frigives fra gødning eller gødning, der er anvendt på marker, såsom Indo-Gangetic Plain of India og Pakistan. (Køretøjer udsender ammoniak fra katalysatorer, hvilket bidrager til dårlig luftkvalitet i byerne, men disse emissioner vises ikke på kortene.)

De nye data kan hjælpe med at udfylde huller i den mest omfattende samling af luftforureningsregistre, kaldet Emission Database for Global Atmospheric Research (EDGAR), der drives af Den Europæiske Unions fælles forskningscenter i Ispra, Italien. Dataene i EDGAR bruges i en række computermodeller til evaluering af miljøeffekterne af ammoniak og langtransport af forurening. De fleste af hotspots ammoniak manglede fra EDGAR, der er afhængig af, at lande leverer data. Derudover havde de hotspots, der var til stede i databasen, en liste over meget lavere emissioner end dem, der findes i satellitdataene. En del af årsagen til uoverensstemmelserne kunne være vanskeligheden ved at måle ammoniak fra jorden, siger Clerbaux. Og nogle lande har muligvis ikke regler, der kræver rapportering af ammoniakemissioner, tilføjer Sutton.

Satellitter har begrænsninger. IASI kan for eksempel ikke se igennem skyer, og det kræver en temperaturforskel mellem jord og atmosfære, hvilket gør det svært at indsamle data fra nogle steder. Sutton siger, at i øjeblikket er dataene bedre til at vurdere relative ændringer snarere end absolutte mængder ammoniak. Stadig vil evnen til at sammenligne de samlede emissioner fra lande stimulere fremskridt med at reducere ammoniakemissioner, siger Sutton.

Den Europæiske Union, hvor ammoniak er ansvarlig for omkring 60% af den partikulære luftforurening, har et mål om at reducere ammoniakemissionerne med 6% inden 2020 i forhold til 2005-niveauer. Men ammoniakniveauerne stiger på grund af øget brug af gødning og kødproduktion. ”Ambitionen er lav, men forlegenheden ved ikke at være i stand til at imødekomme rejser opmærksomhed, ” siger Sutton. Evnen til at overvåge fremskridt med satellit "vil skinne et rampelys på ammoniak og behovet for at gribe ind."