Sekiranya anda terpaksa meneka bahagian mana di Amerika Syarikat yang mempunyai pencemaran udara yang paling teruk-di mana angin dan topografi berkonspirasi dengan asap dari kenderaan petrol-petrol untuk membuat tempat penampan udara seperti Los Angeles, Atlanta dan akhir-akhir ini, Salt Lake City, mungkin akan terpikir. Realiti boleh datang sebagai sedikit kejutan. Menurut agensi Perlindungan Alam Sekitar, lembah San Joaquin California yang indah adalah "rumah yang paling buruk di negara ini."
Bukan kebetulan, Lembah San Joaquin juga merupakan kawasan pertanian yang paling produktif di dunia dan rantau penghasil tenusu teratas di negara ini. Trak tugas berat diesel terus mengalir melalui lembah itu, memancarkan 14 oz gas ozon rumah hijau setiap hari, dan makanan haiwan memancarkan 25 ton ozon sehari sewaktu ia ditapai, menurut satu kajian tahun 2010. Di samping itu, suhu musim panas yang panas menggalakkan ozon peringkat bawah, menurut Daerah Kawalan Pencemaran Udara Lembah San Joaquin. Pencemaran juga menyusur dari Kawasan Bay, dan Pergunungan Sierra Nevada ke timur membantu menjebak semua bahan pencemar ini berhampiran dengan lantai lembah. Perkara yang menonjol yang menjadikan kabut coklat berwarna coklat tebal tergantung di lembah adalah kebimbangan utama - ia dikaitkan dengan penyakit jantung, asma kanak-kanak dan keadaan pernafasan lain.
Oleh itu, apabila NASA mencipta kajian kualiti udara lima tahun yang baru untuk membantu usaha yang baik untuk mengukur dengan tepat pencemaran dan gas rumah hijau dari angkasa, ia menyasarkan Lembah San Joaquin. "Apabila anda cuba memahami masalah, anda pergi ke mana masalahnya paling jelas, " kata penyiasat utama kajian, Jim Crawford, dalam temu bual. Kepada Crawford, udara kotor di atas lembah mungkin penting untuk menilai bagaimana aktiviti manusia menyumbang kepada perubahan iklim. "Perubahan iklim dan kualiti udara benar-benar dikesan kepada akar yang sama dalam erti kata bahawa kualiti udara adalah kesan jangka pendek kesan manusia dan perubahan iklim kesan jangka panjang, " kata Crawford.
Pada Januari dan Februari, NASA menghantar dua pesawat penyelidikan ke langit di atas Lembah San Joaquin untuk mengumpul data mengenai pencemaran udara. Satu pesawat terbang di ketinggian yang tinggi di atas lembah semasa siang hari, bersenjatakan sensor jauh, manakala pesawat kedua melaju ke lembah, secara berkala melayang ke tanah untuk membandingkan pencemaran di ketinggian yang lebih tinggi dan rendah. Belon cuaca juga digunakan untuk pengukuran tahap tanah.
Data NASA yang dikumpulkan dalam eksperimen ini sama dengan apa yang dapat dilihat satelit dari ruang: kehadiran ozon, zarah halus, nitrogen dioksida dan formaldehid (prekursor kepada pencemaran dan ozon) dan karbon monoksida (yang mempunyai jangka hayat median sebulan dan boleh digunakan untuk menyaksikan pengangkutan pencemaran). Tetapi satelit adalah terhad dalam kebolehan penginderaan kualiti udara mereka. "Masalah sebenar dengan satelit adalah mereka kini tidak cukup kuantitatif, " kata Crawford kepada Sains Mengejutkan. "Mereka boleh menunjukkan dengan perasaan yang kasar di mana perkara datang, tetapi mereka tidak boleh memberitahu anda berapa banyak yang ada."
Tidak juga satelit boleh membezakan antara pencemaran di aras tanah dan apa yang wujud lebih tinggi di atmosfera. Juga, mereka melingkari hanya sekali sehari, dan jika tidak pada awal pagi, apabila penumpang sibuk membakar bahan api fosil, atau pada lewat petang, apabila pelepasan telah merosot dan kualiti udara adalah yang paling teruk, saintis tidak mempunyai gambaran yang jelas tentang bagaimana pencemaran buruk dapat diperolehi. Stesen pemantauan di lapangan juga terhad. Mereka menyediakan saintis dengan gambaran sempit yang tidak termasuk udara lebih jauh di atas stesen pemantauan atau pemahaman bagaimana udara bercampur dan bergerak. Penyelidikan dari kajian NASA, khususnya yang dikumpul oleh pesawat terbang yang meluas, mengisi jurang ini.
Data dari penerbangan juga akan digunakan bersempena dengan satelit masa hadapan. "Apa yang kita cuba bergerak ke adalah satelit geostasioner yang akan menatap Amerika sepanjang hari, " kata Crawford kepada Sains yang Menakjubkan. Satelit-geostasioner yang boleh mengukur paras pencemaran keseluruhan-boleh mengatasi satu kedudukan, tetapi seperti satelit semasa, penyelidik memerlukan data sampingan dari pesawat yang memperincikan bagaimana pencemaran bergerak di atas permukaan Bumi, seperti yang diperolehi dari San Joaquin Valley, ke membantu mengesahkan dan menafsirkan satelit apa yang dilihat. "Satelit tidak akan beroperasi secara berasingan dan stesen tanah tidak akan cukup, " kata Crawford.
Tetapi pertama, penyelidikan akan dipasang ke model komputer berkualiti tinggi, yang akan membantu mencari sumber pelepasan. Mengetahui bagaimana sumber-sumber bekerja bersama-sama untuk menyumbang kepada kualiti udara yang buruk, di mana pencemaran dan betul-betul tahap tahap yang dipukul adalah keutamaan bagi EPA, yang menetapkan peraturan kualiti udara dan agensi kerajaan yang menguatkuasakannya, menurut Crawford. Data ini akan memaklumkan strategi mereka untuk mengurangkan pelepasan dan membersihkan udara dengan impak minimum kepada ekonomi dan isu kualiti hidup yang lain. "Ramalan kualiti udara hebat, " kata Crawford. "Tetapi pada suatu ketika orang akan bertanya, 'Kenapa kita tidak melakukan sesuatu mengenainya?' Jawapannya ialah kita. "Para penyelidik telah menjalankan penerbangan serupa di kawasan Washington, DC dan sedang merancang flyovers dari Houston dan mungkin Denver pada tahun-tahun yang akan datang.
Satu perkara yang pasti: Data untuk memaklumkan tindakan amat diperlukan. Pada tahun 2011, Taman Negara Sequoia dan Kings Canyon, di pinggir timur lembah, melanggar piawaian kualiti udara nasional sekitar EPA sebanyak 87 hari dalam setahun dan Fresno melebihi 52 hari standard. Menunjukkan tepat di mana pencemaran berasal dan siapa yang bertanggungjawab-matlamat kajian-akan pergi jauh untuk membersihkan udara, jadi untuk bercakap.
