Τι είναι η ποιότητα του αέρα;

Ο καθαρός αέρας είναι απαραίτητος για μια υγιεινή ζωή, αλλά σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ), σχεδόν το 99% του παγκόσμιου πληθυσμού αναπνέει αέρα που υπερβαίνει τα όρια ατμοσφαιρικής ρύπανσης που έχουν θεσπιστεί. «Η ποιότητα του αέρα είναι ένα μέτρο της ποσότητας των ουσιών που υπάρχουν στον αέρα, συμπεριλαμβανομένων των σωματιδίων και των αερίων ρύπων», δήλωσε η Kristina Pistone, ερευνήτρια στο Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA. Η έρευνα της Pistone καλύπτει τόσο την ατμόσφαιρα όσο και το κλίμα, με έμφαση στην επίδραση των ατμοσφαιρικών σωματιδίων στο κλίμα και τα σύννεφα. «Είναι σημαντικό να κατανοούμε την ποιότητα του αέρα επειδή επηρεάζει την υγεία σας και πόσο καλά μπορείτε να ζήσετε τη ζωή σας και να συνεχίσετε την ημέρα σας», δήλωσε η Pistone. Συναντηθήκαμε με την Pistone για να μάθουμε περισσότερα για την ποιότητα του αέρα και πώς μπορεί να έχει αισθητό αντίκτυπο στην ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον.

Τι καθορίζει την ποιότητα του αέρα;
Υπάρχουν έξι κύριοι ατμοσφαιρικοί ρύποι που ρυθμίζονται από την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (EPA) στις Ηνωμένες Πολιτείες: τα σωματίδια (PM), τα οξείδια του αζώτου, το όζον, τα οξείδια του θείου, το μονοξείδιο του άνθρακα και ο μόλυβδος. Αυτοί οι ρύποι προέρχονται από φυσικές πηγές, όπως τα σωματίδια που ανεβαίνουν στην ατμόσφαιρα από τις πυρκαγιές και τη σκόνη της ερήμου, ή από την ανθρώπινη δραστηριότητα, όπως το όζον που παράγεται από την αντίδραση του ηλιακού φωτός στις εκπομπές των οχημάτων.

Ποια είναι η σημασία της ποιότητας του αέρα;
Η ποιότητα του αέρα επηρεάζει την υγεία και την ποιότητα ζωής. «Όπως ακριβώς χρειάζεται να πίνουμε νερό, έτσι χρειάζεται να αναπνέουμε αέρα», είπε ο Πιστόουν. «Έχουμε συνηθίσει να περιμένουμε καθαρό νερό επειδή καταλαβαίνουμε ότι το χρειαζόμαστε για να ζούμε και να είμαστε υγιείς και θα πρέπει να περιμένουμε το ίδιο και από τον αέρα μας».

Η κακή ποιότητα του αέρα έχει συνδεθεί με καρδιαγγειακές και αναπνευστικές επιπτώσεις στους ανθρώπους. Η βραχυπρόθεσμη έκθεση σε διοξείδιο του αζώτου (NO2), για παράδειγμα, μπορεί να προκαλέσει αναπνευστικά συμπτώματα όπως βήχα και συριγμό, ενώ η μακροχρόνια έκθεση αυξάνει τον κίνδυνο ανάπτυξης αναπνευστικών ασθενειών όπως άσθμα ή αναπνευστικές λοιμώξεις. Η έκθεση στο όζον μπορεί να επιδεινώσει τους πνεύμονες και να βλάψει τους αεραγωγούς. Η έκθεση σε PM2.5 (σωματίδια 2,5 μικρομέτρων ή μικρότερα) προκαλεί ερεθισμό των πνευμόνων και έχει συνδεθεί με καρδιακές και πνευμονικές παθήσεις.

Εκτός από τις επιπτώσεις της στην ανθρώπινη υγεία, η κακή ποιότητα του αέρα μπορεί να βλάψει το περιβάλλον, μολύνοντας τα υδάτινα σώματα μέσω της οξίνισης και του ευτροφισμού. Αυτές οι διεργασίες σκοτώνουν τα φυτά, εξαντλούν τα θρεπτικά συστατικά του εδάφους και βλάπτουν τα ζώα.

Μέτρηση της ποιότητας του αέρα: ο Δείκτης Ποιότητας Αέρα (AQI)
Η ποιότητα του αέρα είναι παρόμοια με τον καιρό. Μπορεί να αλλάξει γρήγορα, ακόμη και μέσα σε λίγες ώρες. Για τη μέτρηση και την αναφορά της ποιότητας του αέρα, η EPA χρησιμοποιεί τον Δείκτη Ποιότητας Αέρα των Ηνωμένων Πολιτειών (AQI). Ο AQI υπολογίζεται μετρώντας καθέναν από τους έξι κύριους ατμοσφαιρικούς ρύπους σε μια κλίμακα από «Καλό» έως «Επικίνδυνο», για να παραχθεί μια συνδυασμένη αριθμητική τιμή AQI 0-500.

«Συνήθως, όταν μιλάμε για την ποιότητα του αέρα, εννοούμε ότι υπάρχουν πράγματα στην ατμόσφαιρα που γνωρίζουμε ότι δεν είναι καλά για να τα αναπνέει ο άνθρωπος συνεχώς», δήλωσε ο Πιστόουν. «Έτσι, για να έχουμε καλή ποιότητα αέρα, πρέπει να είμαστε κάτω από ένα ορισμένο όριο ρύπανσης». Οι περιοχές σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιούν διαφορετικά όρια για την «καλή» ποιότητα του αέρα, η οποία συχνά εξαρτάται από τους ρύπους που μετρά το σύστημά τους. Στο σύστημα της EPA, μια τιμή AQI 50 ή χαμηλότερη θεωρείται καλή, ενώ 51-100 θεωρείται μέτρια. Μια τιμή AQI μεταξύ 100 και 150 θεωρείται ανθυγιεινή για ευαίσθητες ομάδες και υψηλότερες τιμές είναι ανθυγιεινές για όλους. Εκδίδεται συναγερμός υγείας όταν ο AQI φτάσει τα 200. Οποιαδήποτε τιμή πάνω από 300 θεωρείται επικίνδυνη και συχνά σχετίζεται με σωματιδιακή ρύπανση από πυρκαγιές.

Προϊόντα Έρευνας και Δεδομένων για την Ποιότητα του Αέρα της NASA
Οι αισθητήρες ποιότητας αέρα αποτελούν πολύτιμο πόρο για τη συλλογή δεδομένων ποιότητας αέρα σε τοπικό επίπεδο.
Το 2022, η ομάδα Trace Gas GRoup (TGGR) στο Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA ανέπτυξε την τεχνολογία Inexpensive Network Sensor Technology for Exploring Pollution ή INSTEP: ένα νέο δίκτυο αισθητήρων ποιότητας αέρα χαμηλού κόστους που μετράει μια ποικιλία ρύπων. Αυτοί οι αισθητήρες καταγράφουν δεδομένα ποιότητας αέρα σε ορισμένες περιοχές στην Καλιφόρνια, το Κολοράντο και τη Μογγολία και έχουν αποδειχθεί πλεονεκτικοί για την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα κατά τη διάρκεια της περιόδου πυρκαγιών στην Καλιφόρνια.

Η αποστολή ASIA-AQ (Airborne and Satellite Investigation of Asian Air Quality 2024) ενσωμάτωσε δεδομένα αισθητήρων από αεροσκάφη, δορυφόρους και επίγειες πλατφόρμες για την αξιολόγηση της ποιότητας του αέρα σε διάφορες χώρες της Ασίας. Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από πολλαπλά όργανα σε αυτές τις πτήσεις, όπως το Μετεωρολογικό Σύστημα Μέτρησης (MMS) του Κλάδου Ατμοσφαιρικής Επιστήμης Ames της NASA, χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση των μοντέλων ποιότητας του αέρα για την πρόβλεψη και την αξιολόγηση των συνθηκών ποιότητας του αέρα.

Σε ολόκληρη την Υπηρεσία, η NASA διαθέτει μια σειρά από δορυφόρους παρατήρησης της Γης και άλλη τεχνολογία για τη συλλογή και την αναφορά δεδομένων ποιότητας του αέρα. Το 2023, η NASA ξεκίνησε την αποστολή Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution (TEMPO), η οποία μετρά την ποιότητα του αέρα και τη ρύπανση πάνω από τη Βόρεια Αμερική. Το εργαλείο LANCE (Head, Atmosphere Near Real-Time Capability for Earth Observations) της NASA παρέχει στους προγνώστες της ποιότητας του αέρα μετρήσεις που συγκεντρώνονται από πληθώρα οργάνων της NASA, εντός τριών ωρών από την παρατήρησή τους.

Για να έχουμε ένα υγιές περιβάλλον ποιότητας αέρα, μπορούμε να παρακολουθούμε τα δεδομένα ποιότητας αέρα σε πραγματικό χρόνο. Ακολουθούν αισθητήρες που μπορούν να μετρήσουν διαφορετικές παραμέτρους ποιότητας αέρα.