Kas ir gaisa kvalitāte?

Tīrs gaiss ir būtisks veselīgam dzīvesveidam, taču saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas (PVO) datiem gandrīz 99% pasaules iedzīvotāju elpo gaisu, kas pārsniedz gaisa piesārņojuma vadlīnijas. "Gaisa kvalitāte ir mērs tam, cik daudz vielu ir gaisā, tostarp daļiņas un gāzveida piesārņotāji," sacīja Kristina Pistone, pētniece NASA Eimsa pētniecības centrā. Pistone pētījumi aptver gan atmosfēras, gan klimata jomas, koncentrējoties uz atmosfēras daļiņu ietekmi uz klimatu un mākoņiem. "Ir svarīgi izprast gaisa kvalitāti, jo tā ietekmē jūsu veselību un to, cik labi jūs varat dzīvot savu dzīvi un pavadīt savu dienu," sacīja Pistone. Mēs tikāmies ar Pistone, lai uzzinātu vairāk par gaisa kvalitāti un to, kā tā var būtiski ietekmēt cilvēku veselību un vidi.

Kas veido gaisa kvalitāti?
Amerikas Savienotajās Valstīs Vides aizsardzības aģentūra (EPA) regulē sešus galvenos gaisa piesārņotājus: cietās daļiņas (PM), slāpekļa oksīdi, ozons, sēra oksīdi, oglekļa monoksīds un svins. Šie piesārņotāji rodas no dabiskiem avotiem, piemēram, cietajām daļiņām, kas atmosfērā nonāk no ugunsgrēkiem un tuksneša putekļiem, vai no cilvēka darbības, piemēram, ozona, kas rodas, saules gaismai reaģējot uz transportlīdzekļu izplūdes gāzēm.

Kāda ir gaisa kvalitātes nozīme?
Gaisa kvalitāte ietekmē veselību un dzīves kvalitāti. “Tāpat kā mums ir jāuzņem ūdens, mums ir jāelpo gaiss,” sacīja Pistone. “Mēs esam sākuši sagaidīt tīru ūdeni, jo saprotam, ka tas mums ir nepieciešams, lai dzīvotu un būtu veseli, un to pašu mums vajadzētu sagaidīt arī no gaisa.”

Slikta gaisa kvalitāte ir saistīta ar ietekmi uz cilvēku sirds un asinsvadu un elpošanas sistēmu. Piemēram, īslaicīga slāpekļa dioksīda (NO2) iedarbība var izraisīt elpošanas sistēmas simptomus, piemēram, klepu un sēkšanu, un ilgstoša iedarbība palielina elpceļu slimību, piemēram, astmas vai elpceļu infekciju, attīstības risku. Ozona iedarbība var kairināt plaušas un bojāt elpceļus. PM2,5 (daļiņas 2,5 mikrometri vai mazākas) iedarbība izraisa plaušu kairinājumu un ir saistīta ar sirds un plaušu slimībām.

Papildus ietekmei uz cilvēku veselību, slikta gaisa kvalitāte var kaitēt videi, piesārņojot ūdenstilpes paskābināšanas un eitrofikācijas rezultātā. Šie procesi iznīcina augus, noplicina augsnes barības vielas un kaitē dzīvniekiem.

Gaisa kvalitātes mērīšana: gaisa kvalitātes indekss (AQI)
Gaisa kvalitāte ir līdzīga laikapstākļiem; tā var mainīties ātri, pat dažu stundu laikā. Lai mērītu un ziņotu par gaisa kvalitāti, EPA izmanto Amerikas Savienoto Valstu gaisa kvalitātes indeksu (AQI). AQI tiek aprēķināts, izmērot katru no sešiem galvenajiem gaisa piesārņotājiem skalā no “laba” līdz “bīstama”, lai iegūtu kombinētu AQI skaitlisko vērtību no 0 līdz 500.

“Parasti, runājot par gaisa kvalitāti, mēs sakām, ka atmosfērā ir vielas, par kurām mēs zinām, ka cilvēkiem nav labi visu laiku elpot,” sacīja Pistone. “Tāpēc, lai nodrošinātu labu gaisa kvalitāti, piesārņojuma līmenim jābūt zem noteikta sliekšņa.” Vietējās pilsētas visā pasaulē izmanto dažādus “labas” gaisa kvalitātes sliekšņus, kas bieži vien ir atkarīgi no tā, kādus piesārņotājus mēra to sistēma. EPA sistēmā gaisa kvalitātes indeksa vērtība 50 vai zemāka tiek uzskatīta par labu, savukārt 51–100 tiek uzskatīta par mērenu. Gaisa kvalitātes indeksa vērtība no 100 līdz 150 tiek uzskatīta par neveselīgu jutīgām grupām, un augstākas vērtības ir neveselīgas visiem; veselības brīdinājums tiek izdots, kad gaisa kvalitātes indekss sasniedz 200. Jebkura vērtība, kas pārsniedz 300, tiek uzskatīta par bīstamu un bieži tiek saistīta ar daļiņu piesārņojumu no meža ugunsgrēkiem.

NASA gaisa kvalitātes pētniecības un datu produkti
Gaisa kvalitātes sensori ir vērtīgs resurss gaisa kvalitātes datu iegūšanai vietējā līmenī.
2022. gadā NASA Eimsa pētniecības centra Trace Gas Group (TGGR) ieviesa lētu tīkla sensoru tehnoloģiju piesārņojuma izpētei jeb INSTEP: jaunu lētu gaisa kvalitātes sensoru tīklu, kas mēra dažādus piesārņotājus. Šie sensori fiksē gaisa kvalitātes datus noteiktās Kalifornijas, Kolorādo un Mongolijas teritorijās un ir izrādījušies noderīgi gaisa kvalitātes uzraudzībai Kalifornijas ugunsgrēku sezonas laikā.

2024. gada Āzijas gaisa kvalitātes izpētes misijā “Āzijas gaisa kvalitāte no gaisa un satelītiem” (ASIA-AQ) tika integrēti sensoru dati no lidmašīnām, satelītiem un zemes platformām, lai novērtētu gaisa kvalitāti vairākās Āzijas valstīs. Dati, kas šajos lidojumos iegūti no vairākiem instrumentiem, piemēram, NASA Eimsa atmosfēras zinātnes nodaļas Meteoroloģisko mērījumu sistēmas (MMS), tiek izmantoti, lai precizētu gaisa kvalitātes modeļus, lai prognozētu un novērtētu gaisa kvalitātes apstākļus.

NASA aģentūras mērogā ir pieejami vairāki Zemes novērošanas satelīti un citas tehnoloģijas gaisa kvalitātes datu uztveršanai un ziņošanai. 2023. gadā NASA uzsāka Troposfēras emisiju monitoringa (TEMPO) misiju, kuras ietvaros tiek mērīta gaisa kvalitāte un piesārņojums Ziemeļamerikā. NASA rīks “Land, Atmosphere Near Real-time Capability for Earth Observations” (LANCE) trīs stundu laikā pēc novērošanas nodrošina gaisa kvalitātes prognozētājiem mērījumus, kas apkopoti no daudziem NASA instrumentiem.

Lai nodrošinātu veselīgu gaisa kvalitātes vidi, mēs varam uzraudzīt gaisa kvalitātes datus reāllaikā. Tālāk ir norādīti sensori, kas var izmērīt dažādus gaisa kvalitātes parametrus.