Πόσο βέβαιοι είμαστε ότι πρόσφατες αλλαγές στην Ατμοσφαιρική Ρύπανση οφείλονται αποκλειστικά στα περιοριστικά μέτρα λόγω της πανδημίας του Κορονοϊού;

Σύνταξη άρθρου: Χ. Γιάνναρος, Σ. Ντάφης, Κ. Λαγουβάρδος

Το τελευταίο διάστημα παρατηρείται έντονο ενδιαφέρον για την εκτίμηση της επίδρασης των περιοριστικών μέτρων που εφαρμόζονται σε πολλές χώρες του κόσμου, λόγω της πανδημίας του κορονοϊού COVID-19, στα επίπεδα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Για αυτό το σκοπό, ιδιαίτερα διαδεδομένη είναι η χρήση των εκτιμήσεων των συγκεντρώσεων διοξειδίου του αζώτου (NO2) που παρέχονται από τον δορυφόρο Sentinel-5P (S5P) του Ευρωπαϊκού Προγράμματος Παρατηρήσεων της Γης Copernicus (https://www.copernicus.eu/). Το ΝΟ2 αποτελεί έναν ρύπο με μικρό χρόνο ζωής (μικρότερο της μιας ημέρας). Ως εκ τούτου, συνήθως παρατηρείται αρκετά κοντά στις πηγές του και, έτσι, θεωρείται κατάλληλος δείκτης για την εξέταση αλλαγών στις εκπομπές ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Η υψηλή χωρική ανάλυση (7 km x 5.5 km) που χαρακτηρίζει τις παρατηρήσεις του δορυφόρου S5P, έχει ως αποτέλεσμα την ικανοποιητική αποτύπωση των συγκεντρώσεων ΝΟ2 σε επίπεδο πόλης, όπου οι κύριες πηγές είναι ανθρωπογενείς (π.χ., κυκλοφορία των οχημάτων).  Έτσι, οι μετρήσεις ΝΟ2 του S5P συγκρίνονται πριν και αμέσως μετά την εφαρμογή των περιοριστικών μέτρων, για να καταδείξουν σημαντικές μειώσεις στα επίπεδα συγκεντρώσεων του ΝΟ2 πάνω από αστικά κέντρα. Πόσο βέβαιοι είμαστε, όμως, ότι οι παρατηρούμενες μειώσεις οφείλονται αποκλειστικά στην εφαρμογή των μέτρων καραντίνας;

Η εξαγωγή ασφαλών συμπερασμάτων μπορεί να προκύψει μόνο έπειτα από την εξέταση δεδομένων μεγάλης χρονικής διάρκειας (τουλάχιστον ενός μήνα), όπως τονίζουν οι ειδικοί επιστήμονες του προγράμματος Copernicus. Η αναγκαιότητα χρησιμοποίησης μεγάλων χρονοσειρών δεδομένων ΝΟ2 προκύπτει από το γεγονός ότι η μεταβλητότητα των συγκεντρώσεων ΝΟ2 δεν εξαρτάται μόνο από πιθανές αλλαγές στις εκπομπές του (π.χ., μείωση της κυκλοφορίας οχημάτων), αλλά επηρεάζεται ισχυρά και από τις καιρικές συνθήκες. Για παράδειγμα, ισχυροί άνεμοι και έντονες βροχοπτώσεις, όπως αυτές που παρατηρήθηκαν στη χώρα μας τις τελευταίες ημέρες, έχουν καθοριστική επίδραση στη διασπορά και εναπόθεση του ΝΟ2, καθώς και άλλων ρύπων. Έτσι, είναι απαραίτητη η εφαρμογή στατιστικών μεθόδων σε μεγάλο δείγμα δεδομένων για την «απομόνωση» της επίδρασης μετεωρολογικών μεταβλητών στην παρατηρούμενη τάση μείωσης των ατμοσφαιρικών ρύπων.

Εξίσου απαραίτητη είναι και η εφαρμογή ποιοτικών φίλτρων κατά την επεξεργασία των δεδομένων του δορυφόρου. Τα φίλτρα αυτά σχετίζονται με τη νεφοκάλυψη στην ατμόσφαιρα, καθώς η παρουσία υψηλών ποσοστών νεφών επηρεάζει τις εκτιμήσεις του δορυφόρου. Για παράδειγμα, στην εικόνα που ακολουθεί παρουσιάζεται η εκτιμώμενη κατακόρυφη συγκέντρωση του ΝΟ2 στην τροπόσφαιρα κατά τις περιόδους 1-19 Μαρτίου 2019 και 2020 στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής (ΗΠΑ).

Εικόνα 1: Εκτιμήσεις κατακόρυφης συγκέντρωσης του ΝΟ2 στην τροπόσφαιρα κατά τις περιόδους 1-19 Μαρτίου 2019 και 2020 στις ΗΠΑ.

Κατά την εξεταζόμενη περίοδο του 2020 δεν είχαν εφαρμοστεί περιορισμοί των ανθρώπινων δραστηριοτήτων στις ΗΠΑ. Παρόλα αυτά, η σύγκριση 2019/2020 με τη χρήση δεδομένων για τα οποία η νεφοκάλυψη φτάνει έως και το 100% (δεξιά στήλη), καταδεικνύει μείωση του ΝΟ2 σχεδόν σε όλες τις μεγάλες πόλεις των ΗΠΑ («θερμές κηλίδες» στον χάρτη), η οποία είναι λιγότερη εμφανής κατά την ίδια σύγκριση με τη χρήση δεδομένων για τα οποία η νεφοκάλυψη είναι μικρότερη από 5% (αριστερή στήλη). Η επίδραση των νεφών, επομένως, στις δορυφορικές εκτιμήσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι καίριας σημασίας και δεν πρέπει να παραβλέπεται ούτε κατά τη διάρκεια συγκρίσεων για περιόδους κατά τις οποίες εξετάζεται ο αντίκτυπος των μέτρων καραντίνας στις συγκεντρώσεις αέριων ρύπων.

Συμπερασματικά, χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή κατά την αναπαραγωγή συγκριτικών χαρτών της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, όπως αυτή αποτυπώνεται από δορυφόρους πριν και μετά την εφαρμογή περιοριστικών μέτρων για την αντιμετώπιση του κορονοϊού COVID-19. Ασφαλώς και υπάρχει ένας σημαντικός βαθμός βεβαιότητας σχετικά με την μείωση των αέριων ρύπων σε περιοχές όπου τα μέτρα έχουν εφαρμοστεί εδώ και εβδομάδες, όπως στην Κίνα και την Βόρεια Ιταλία. Ωστόσο, για την ποσοτική απόδοση αυτής της τάσης σε περιορισμούς κυκλοφοριακών, βιομηχανικών και άλλων ανθρωπογενών δραστηριοτήτων απαιτούνται περισσότερα και υψηλής ποιότητας δεδομένα, καθώς και ο συνδυασμός αυτών με μοντέλα ατμοσφαιρικής χημείας. Μόνο κατά αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται η ορθή χρήση των δορυφορικών παρατηρήσεων της ατμόσφαιρας, με σκοπό τη συμβολή τους στην έγκυρη ενημέρωση του κοινού.

Πηγές:

[1] https://atmosphere.copernicus.eu/flawed-estimates-effects-lockdown-measures-air-quality-satellite-observations

[2] https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-5P/Coronavirus_lockdown_leading_to_drop_in_pollution_across_Europe