Το όργανο Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution (TEMPO) της NASA, συγκέντρωσε τις πρώτες μετρήσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης από διοξείδιο του αζώτου στη Βόρεια Αμερική στις 2 Αυγούστου 2023. Ξεκινώντας στις 11:15 π.μ. ανατολική θερινή ώρα, το όργανο σάρωσε την ήπειρο κάθε ώρα για έξι συνεχόμενες ώρες.
Ο αισθητήρας TEMPO μετρά το ηλιακό φως που ανακλάται από την επιφάνεια της Γης, τα σύννεφα και την ατμόσφαιρα. Τα αέρια στην ατμόσφαιρα απορροφούν το ηλιακό φως και τα φάσματα που προκύπτουν χρησιμοποιούνται στη συνέχεια για τον προσδιορισμό των ποσοτήτων πολλών αερίων στην ατμόσφαιρα της Γης, συμπεριλαμβανομένου του διοξειδίου του αζώτου. Η ποσότητα του διοξειδίου του αζώτου παρέχεται ως «πυκνότητα στήλης», που ορίζεται ως ο συνολικός αριθμός μορίων διοξειδίου του αζώτου σε μια στήλη αέρα πάνω από ένα τετραγωνικό εκατοστό της επιφάνειας της Γης. Η πυκνότητα της τροποσφαιρικής στήλης είναι η ποσότητα διοξειδίου του αζώτου στο κατώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας, από την επιφάνεια έως περίπου 10 km σε ύψος. Σε ρυπασμένες περιοχές, το μεγαλύτερο μέρος αυτού του διοξειδίου του αζώτου βρίσκεται κοντά στο έδαφος.
Στην παραπάνω απεικόνιση, μπορούν να παρατηρηθούν υψηλά επίπεδα διοξειδίου του αζώτου σε πολλές αστικές περιοχές των ΗΠΑ, του Καναδά, του Μεξικό και της Καραϊβικής. Λεπτομερείς όψεις τριών περιοχών δείχνουν υψηλά επίπεδα διοξειδίου του αζώτου στις πόλεις το πρωί και ενισχυμένα επίπεδα διοξειδίου του αζώτου σε μεγάλους αυτοκινητόδρομους. Καθώς η μέρα προχωρά, η πρωινή ρύπανση συχνά εξαφανίζεται. Αργότερα το απόγευμα, θα ανέβει και πάλι καθώς οι πόλεις μπαίνουν στη δεύτερη ώρα αιχμής της ημέρας. Επειδή το TEMPO χρησιμοποιεί ηλιακό φως στο φάσμα του ορατού για να κάνει μετρήσεις, δεν μπορεί να δει τη ρύπανση κάτω από τα σύννεφα. Οι νεφελώδεις περιοχές εμφανίζονται ως δεδομένα που λείπουν στην οπτικοποίηση.
Εκτός από το διοξείδιο του αζώτου, το TEMPO παρακολουθεί τους περισσότερους σημαντικούς ατμοσφαιρικούς ρύπους κατά τη διάρκεια της ημέρας, συμπεριλαμβανομένου του όζοντος, των αερολυμάτων, του διοξειδίου του θείου και της φορμαλδεΰδης, από πηγές όπως αυτοκίνητα, διυλιστήρια πετρελαίου και πυρκαγιές. Τη νύχτα, το TEMPO μετράει επίσης τη φωτορύπανση, το ανεπιθύμητο ή υπερβολικό φως που μπορεί να βλάψει το περιβάλλον.
Στη Βόρεια Αμερική, το διοξείδιο του αζώτου παράγεται κυρίως από την καύση ορυκτών καυσίμων για μεταφορά, παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και βιομηχανική δραστηριότητα, καθώς και από πυρκαγιές. Το διοξείδιο του αζώτου παίζει σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό της ρύπανσης του όζοντος στο επίπεδο του εδάφους και των αιωρούμενων σωματιδίων και είναι από μόνο του ένα τοξικό αέριο. Αυτοί οι ρύποι είναι επιβλαβείς τόσο για την υγεία του ανθρώπου όσο και για το οικοσύστημα.
Απεικόνιση της πυκνότητας της τροποσφαιρικής στήλης του διοξειδίου του Αζώτου πάνω από το Λος Άντζελες και το Λας Βέγκας στις 2 Αυγούστου 2023 στις 16:25 Ανατολική Θερινή Ώρα (Πηγή: NASA SVS)
Απεικόνιση της τροποσφαιρικής πυκνότητας στήλης του διοξειδίου του Αζώτου πάνω από τη Νέα Υόρκη και την Ουάσιγκτον στις 2 Αυγούστου 2023 στις 12:15 Ανατολική Θερινή Ώρα (Πηγή: NASA SVS)
Το όργανο TEMPO διενεργεί μετρήσεις της ατμόσφαιρας με εξαιρετική ανάλυση τόσο στο χρόνο όσο και στο χώρο. Προηγούμενα δορυφορικά όργανα μετρούσαν την ατμοσφαιρική ρύπανση από χαμηλή τροχιά γύρω από τη Γη, περνώντας από μια δεδομένη τοποθεσία στο έδαφος μία φορά την ημέρα. Επειδή το TEMPO βρίσκεται σε γεωστατική τροχιά (σε ύψος περίπου 35000 km) , το όργανο μπορεί να παρατηρεί συνεχώς τη ρύπανση της Βόρειας Αμερικής κατά τη διάρκεια της ημέρας. Το TEMPO μπορεί να καταγράφει τις αλλαγές στις εκπομπές, τη χημεία και τις μεταφορές κατά τη διάρκεια της ημέρας, συνεισφέροντας στην καλύτερη γνώση των πηγών ρύπανσης και της έκθεσης του πληθυσμού σε κακή ποιότητα αέρα.
Η αποστολή TEMPO αποτελεί συνεργασία μεταξύ του Smithsonian Astrophysical Observatory του Κέντρου Αστροφυσικής Harvard & Smithsonian και του Ερευνητικού Κέντρου Langley της NASA
