2025 yılının Eylül ayından bu yana, NASA ve Smithsonian Fizik Gözlemevi’nin ortak projesi olan TEMPO (Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution) uydusu, Kuzey Amerika kıtası üzerinde havada oluşan kirliliği saatlik olarak gerçek zamanlı biçimde kaydediyor. Ekvatorun yaklaşık 35.000 kilometre (22.000 mil) üzerindeki gözlem noktasından veri toplayan uydu, önceki izleme uydularının yalnızca günde bir veya iki kez sağlayabildiği görüntülerin aksine, ozon ve PM2.5 gibi kontrolü en zor kirlilik türlerinin saatten saate nasıl oluştuğunu, yer değiştirdiğini ve dağıldığını gözlemeye olanak tanıyor.
Bu sürekliliğe sahip, kıtası kapsayan görüntüler araştırmacıların ve düzenleyicilerin atmosferdeki en öngörülemez kirlilik türlerini anlamalarına ve buna tepki vermelerine yardımcı oluyor. Uydudan elde edilen veriler, hem yerel havanın kalitesini izleyen ajanslara hem de halk sağlığını koruyan politika üreticilere yeni bir araç sunuyor.
“Kimyasal hava durumu” kavramı
Kirliliğin tıpkı hava durumu gibi durağan olmadığını gösteren TEMPO, atmosferdeki kirliliğin dinamik hareketini ortaya koyuyor. Virginia’daki Hampton kentinde bulunan NASA Langley Araştırma Merkezi’nden bilim insanı Laura Judd, konuyu şöyle özetliyor: “Kirlilik saatten saate, günden güne değişiyor. TEMPO’dan aldığımız şey, ‘kimyasal hava durumu’ dediğimiz şeyin bir resmidir.”
Amerika Birleşik Devletleri, 1970’te kabul edilen Temiz Hava Yasası’nın ardından, insanların soluduğu altı yaygın tehlikeli kirlilik türünün seviyesini indirmede büyük ilerleme kaydetti. Ancak son on beş yıl içinde özellikle ozon ve çapı 2,5 mikrometrenin altında olan partiküller (PM2.5) azaltmada ilerleme kaydedilmesi durdu. Her iki kirlilik türü de ikincil kirliliktir; güneş ışığı, sıcaklık ve diğer değişkenlerin etkisiyle atmosferdeki kimyasal tepkimeler sonucunda oluşurlar.
“Kirlilik saatten saate, günden güne değişiyor. TEMPO’dan aldığımız şey, ‘kimyasal hava durumu’ dediğimiz şeyin bir resmidir.”
Laura Judd, NASA Araştırma Bilimcısı, Langley Araştır Merkezi
İkincil kirlilik neden bu kadar zor
Karmaşık kimyasal yapısı ve ön maddelerinin havaalanları, tarım ve orman yangınları gibi dağınık kaynaklardan gelmesi nedeniyle ikincil kirlilikler özellikle anlamak ve kontrol etmekta zor olmuş. Yine de her yıl Amerika Birleşik Devletleri’nde kirlilikten dolayı yaklaşık 100.000 erken ölüm, 10.000 erken doğum ve 200.000 çocuk yaşında astım vakası meydana geliyor.
Bir araştırma, havanın kirliliğinin şizofreni gibi nörogelişimsel hastalıklara olduğu kadar Alzheimer ve Parkinson gibi neurodegenerative (sinir hücrelerini etkileyen) hastalıklara da katkıda olabileceğine dair kanıların arttığını ortaya koydu. TEMPO’nun ikincil kirliliklerin bir gün içinde nasıl oluştuğunu izleme yeteneği, bu rakamları düşürmede geniş potansiyele sahip.
Saha ölçümlerini tamamlayan uydu
Eyalet ve yerel yönetimler TEMPO’yu ön maddeleri belirleyip azaltmak için kullanabilir; bu da onlara federal hava kalitesi standartlarına daha iyi uyum sağlamaya yardımcı olur. Bilim insanları ikincil kirlilikler için tahmin modelleri oluşturabilir ve tehlikeli hava kalitesi konusunda daha zamanında uyarılar yapabilir. Halk sağlığı araştırmacıları ise ikincil kirliliğin insan sağlığını nerede ve ne zaman etkilediğine dair daha kesin bilgilerle kirlilik önleme tedbirlerini yönlendirebilir.
Spectrometre (ışık ayrıştırıcı) kullanarak veri toplayan TEMPO, atmosferdeki ultraviyole ve görünür ışığın soğurma kalıplarını ölçer; bundan azot dioksit (NO2), formaldehit, aerosoller ve yer seviyesinde ozon konsantrasyonlarını yaklaşık dört mil kare çözünürlükle türetebilir. Uydu, yüksek kaliteli veri sağlayan ancak Amerika Birleşik Devletleri’ndeki 3.000’den fazla ilçenin yalnızca üçte birinden veri veren Çevre Korumajansı’nın (EPA) karadaki izleme sistemini dolduruyor.
“Bu oyunun kurallarını değiştiren bir şey. Kimin ne soluduğuna dair algımızı gerçekten değiştirecek.”
Tracey Holloway, Wisconsin-Madison Üniversitesi Atmosfer Bilimcısı
Duman bulutlarının izi
Bu yaz Kuzey Amerika genelinde o kirliliğin çoğu zaman oryang dumanı olduğu görüldü. Özellikle ABD’nin batısında, hava kalitesi bölgeleri yıkıcı oryang yangınlarının beklenmedik etkileriyle sürekli mücadele ediyor. Bir araştırma, 2020 yılının son yaz ve erken güz döneminde birleşik ABD üzerinde PM2.5’in yüzde 23’ünün o yılın rekor kıran oryang yangınlarından geldiğini buldu. Sonuç olarak EPA Ulusal Çevre Hava Kalitesi Standartları’nı (NAAQS), altı ana kirlilik türü için belirlenen sınırları ihlal eden 3.720 olay yaşandı.
TEMPO, uzak yangınlardan gelen oryang dumanının ikincil kirliliğin ön maddelerini yüzlerce veya binlerce kilometre taşıdığını tam olarak ortaya koyarak hava kalitesi yöneticilerinin, bir kirlilik artışında suçlunun yerel kaynak olup olmadığını ne zaman anlayabileceklerini gösteriyor.
“Duman bulutlarında her zaman büyük formaldehit yığınları bulunur. Çünkü güneş ışığının varlığında uçucu organik bileşikler parçalanıp bu kimyasalı oluşturur. Formaldehit ardından atmosferdeki azot oksitlerle tepkimeye girerek ozon ve PM2.5 üretir. TEMPO bu iki ön maddeyi de izliyor.”
Shobha Kondragunta, NOAA Uydu Uygulamaları ve Araştırma Merkezi
Uydu aynı zamanda araştırmacılara duman bulutlarının yüksekliğini tahmin etme imkanı veriyor; bu da sisin içinden ne kadar güneş ışığının sızdığını ve insanların soluduğu yer seviyesindeki havada ozon oluşumunu sürdüren o ışığı anlamaya yardımcı oluyor. TEMPO’nun saatlik, yüksek çözünürlüklü verileri, ajansların oryang dumanının hava kalitesine katkılarını izlemek için gereken belgeleri sağlamasını kolaylaştırıyor; özellikle uzun mesafelerde bu durum onlara gereksiz kısıtlamalar getirmemelerinde yardımcı oluyor.
“Bir bölgenin, bir eyaletin asla çözemeyeceği oryang dumanı veya toz fırtınası olayları nedeniyle ‘standartlara uyumsuz’ ilan edilmesini istemiyoruz.”
Mary Uhl, Western States Air Resources Council Yönetim Direktörü
Yerel kaynakların belirlenmesi
Konektikut Devlet Enerji ve Çevre Koruma Dairesi’nden kirlilik kontrol mühendisi Amanda Fritz, bu yaz Kanada’dan yüzlerce kilometrideki oryang dumanının, eyaletinin Temmuz ayının 4’üne kadar yaşadığı 13 ozon ihlalinin çoğuna katkıda bulunduğunu ancak hepsine değil olduğunu söylüyor. Konektikuti için bölgenin bu endişe verici seviyeye ulaşması en erken tarihti. Ozon, dumanın New York şehrinden kuzeydoğuya doğru esmesi nedeniyle Konektikut’ta her zaman bir sorun olmuştur. Çok az miktarda duman bile yeterli ek ön maddeyi sağlayarak bir ozon ihaline yol açabilir.
Karşı Konumlu Ozon Araştırma Merkezi’nden hava kalitesi araştırmacı Jennifer Kaiser, TEMPO ile “ozonun nerede üretildiğini” belirleyebileceğimizi söylüyor: “Yerden yakın ozonu önce bir uydudan hiç ölçmedik.” Bu bilgiler, düzenleyicilerin hedef alabileceği ozon ön maddelerinin önemli yerel kaynaklarına işaret edebilir.
Maryland’da başarılı olmanın sırrı
TEMPO, Maryland’deki hava kalitesi yöneticilerine, yerel bileşenlerin sağlıksız havayı oluşturmak için nasıl birleştiğini anlamalarına ve bölgelerinin hava kalitesi standartlarına uymamasının nedenlerini önlemeye yardımcı oldu. 2022 yılında Maryland ilk kez tüm NAAQS standartlarını karşıladı. Ancak bu yıl eyalet, Ağustos ayına kadar on ozon ihlal günü yaşadı.
Eyaletin başarısının hassas oluşunu göz önünde bulunduran Maryland Çevre Departmanı’nın hava kalitesi meteoroloğu Joel Dreessen, TEMPO’yu kullanarak ozon yığınlarının nereden geldiğini belirledi. Ozon oluşumu yüksek sıcaklıklarla yoğunlaştığı için Dreessen ve meslektaşları, sıcak sabahlardaki TEMPO NO2 verilerini ozon patlaması olup olmadğına göre karşılaştırdı. NO2’nin yerel ozon oluşumunun ana belirleyicisi olduğunu ve kaynaklarının sanayi bölgeleri ile yoğun trafiğe sahip Interstate 95 koridoru olduğunu buldular.
“Bir gün içinde şeylerin sürekli nasıl değiştiğini gerçekten görebildik.”
Joel Dreessen, Maryland Çevre Departmanı Hava Kalitesi Meteoroloğu
Bu bilgiyle Dreessen, yüksek ozon olaylarını daha iyi tahmin edebilir; düzenleyiciler ve politika üreticileri ise politika çözümleri belirleyebilir. TEMPO’nun saatlik gözlemlerinin, sabahları yerde hapsolan nispeten soğuk havanın bir gün içinde nasıl bir ozon ön maddesi balonu biriktirdiğini ve ardından o günün rüzgarlarıyla bölgeye yayıldığını anlamada anahtar olduğunu söylüyor.
Meksika Şehri’nde sağlık bağlantıları
Bu gelişmeleri izleme yeteneği, Meksika Şehri’nde paha biçilemez. Kıtadaki en kalabalık şehir olan ve hava kirliliğini doğal olarak yerde hapseden bir vadiye kurulan Meksika Şehri’nde, Sina Dağı Tıp Fakültesi’nden çevre tıbbı eğitmeni Iván Gutiérrez-Avila, TEMPO’nun NO2 ölçümlerinin büyük şehir bölgesindeki sabah yoğunluğunda doruğa ulaştığını buldu. TEMPO’dan önce, mevcut en iyi satelit NO2 tahminleri günde yalnızca bir kez, öğleden sonra erken saatlerde okuma sağlıyordu.
“Eğer maruz kalm için en alakalı olmayan bilgiyi kullanırsak, epidemiyolojik sağlık modelleri için önemli ayrıntıları kaçırırız.”
Allan Just, Sina Dağı Tıp Fakültesi ve Brown Üniversitesi Çevre Epidemiyoloğu
Ayrıca Gutiérrez-Avila ve Just, acil servis başvurularının NO2 doruklarında arttığını gösterdi; bu da yetkililere maruz kalma ile sağlık etkileri arasındaki bağlantı hakkında uygulayabilir bilgiler sunuyor. “Topluluklar karar verebilmeli: Futbol maçını iptal edelim mi, teneffüsü içeri alalım mı ya da insanlara dışarıda koruyucu önlemler almalarını söyleyelim mi?” diyor Just.
Bu kararlara akıllıca verilmesi can kurtarabilir. Meksika’da dış ortam kirliliğinin yaklaşık her 17 ölümden birine yol açtığı tahmin ediliyor. Hava kirliliğinden kaynaklanan ölümler ve hastalıkların, Amerika Birleşik Devletleri’nde yılda yaklaşık 800 milyar dolar ekonomik etki yarattığı tahmin ediliyor; bu da hava ile ilgili doğal afetler gibi çok daha görünür tehditlerin maliyetini aşiyor.
Meteorolojik uyduların döner siklonlar ve kasırgalar gibi doğal tehlikeleri izlediği aynı şekilde, bazı en zararlı hava kirliliklerini izleyebilen TEMPO, araştırmacılara ve hava kalitesi yöneticilerine, kirliliğin milyonlarca insanın hayatındaki etkisini azaltmaya yönelik değerli yeni bir araç sunuyor.
Bu gelişme hakkında düşüncelerinizi, donanım deneyimlerinizi veya sorularınızı Topluluk Forumumuzda paylaşın.
Foruma Katıl & Yanıtla ➔
