Por primera vez, científicos, utilizando datos del satélite Copernicus Sentinel-5P, ahora son capaces de detectar columnas de dióxido de nitrógeno de naves individuales desde el espacio. Esta imagen muestra los patrones de emisión de dióxido de nitrógeno en rojo oscuro sobre el mar Mediterráneo central el 2 de julio de 2018. Crédito:contiene datos modificados de Copernicus Sentinel (2018), procesado por Georgoulias et al.
Por primera vez, científicos, utilizando datos del satélite Copernicus Sentinel-5P, ahora son capaces de detectar columnas de dióxido de nitrógeno de naves individuales desde el espacio.
El transporte marítimo tiene un impacto directo en la calidad del aire en muchas ciudades costeras. Los barcos y embarcaciones comerciales queman combustible para obtener energía y emiten varios tipos de contaminación del aire como subproducto, provocando la degradación de la calidad del aire. Un estudio anterior estimó que las emisiones del transporte marítimo son responsables a nivel mundial de alrededor de 400000 muertes prematuras por cáncer de pulmón y enfermedades cardiovasculares. y 14 millones de casos de asma infantil cada año.
Por esta razón, durante la última década, Se han realizado esfuerzos para desarrollar regulaciones internacionales sobre emisiones de transporte marítimo. Desde enero de 2020, el contenido máximo de dióxido de azufre de los combustibles para buques se redujo globalmente al 0,5% (frente al 3,5%) en un esfuerzo por reducir la contaminación del aire y proteger la salud y el medio ambiente. Se espera que las emisiones de dióxido de nitrógeno del transporte marítimo también se restrinjan durante los próximos años.
Monitorear los barcos para que cumplan con estas regulaciones sigue siendo un problema sin resolver. El océano abierto cubre vastas áreas, con capacidad limitada o nula para realizar controles locales. Aquí es donde los satélites como el satélite Copernicus Sentinel-5P, Ser util.
Por primera vez, científicos, utilizando datos del satélite Copernicus Sentinel-5P, ahora son capaces de detectar columnas de dióxido de nitrógeno de naves individuales desde el espacio. La imagen muestra los patrones de dióxido de nitrógeno bajo condiciones de visión del brillo del sol, así como campos de viento de 10 metros de los análisis del modelo operativo ECMWF, y ubicaciones de los barcos AIS de las últimas tres horas antes, y hasta, Tiempo de paso elevado de Sentinel-5P. Los colores magenta oscuro se utilizan para las posiciones del barco cercanas al tiempo de paso elevado del satélite y los colores magenta más brillantes para las posiciones anteriores del barco. La Imagen B es un ejemplo de las ubicaciones AIS originales (puntos) y las ubicaciones de las plumas desplazadas por el viento (cruces) de un barco (Barco 6) en el momento del paso elevado de TROPOMI. La imagen C es la misma que la imagen A, pero para las ubicaciones proyectadas de la pluma desplazada por el viento de los 40 barcos con una longitud superior a 200 m. Los barcos están numerados según sus niveles de dióxido de nitrógeno. Los colores magenta oscuro se utilizan para los penachos de barcos emitidos cerca del tiempo de paso elevado del satélite y los colores magenta más brillantes para los penachos de barcos anteriores. Crédito:contiene datos de Copernicus Sentinel modificados (2018), procesado por Georgoulias et al.
Hasta hace poco, las mediciones satelitales debían agregarse y promediarse durante meses o incluso años para descubrir rutas de navegación, limitar el uso de datos satelitales para el control y cumplimiento de la reglamentación. Solo se podía ver el efecto combinado de todos los barcos, y solo a lo largo de las rutas marítimas más transitadas.
En un artículo reciente, un equipo internacional de científicos del Real Instituto Meteorológico de los Países Bajos (KNMI), Universidad de Wageningen, la Inspección de Medio Ambiente Humano y Transporte del Ministerio de Infraestructura y Gestión del Agua, la Universidad Aristóteles de Tesalónica y la Universidad de Ciencia y Tecnología de la Información de Nanjing, ahora han descubierto patrones en datos satelitales de "destellos solares" no utilizados anteriormente sobre el océano que se asemejan mucho a las columnas de emisión de los barcos.
El destello del sol ocurre cuando la luz del sol se refleja en la superficie del océano en el mismo ángulo en el que la ve un sensor de satélite. Como las superficies del agua son irregulares y desiguales, la luz del sol se dispersa en diferentes direcciones, dejando rayas borrosas de luz en los datos.
Los algoritmos de satélite tienden a confundir superficies tan brillantes con nubosidad, por eso por mucho tiempo, El destello del sol se consideraba una molestia en las mediciones por satélite. Diferenciar las nubes de otras superficies reflectantes brillantes como la nieve, las nubes o incluso el brillo del sol sobre la superficie del océano ha resultado difícil, hasta ahora.
Patrón de destello del sol como se ve en los datos satelitales del satélite VIIRS el 2 de julio de 2018. Los puntos oscuros en el medio del destello del sol son lugares donde la superficie del mar es casi plana (falta de olas de viento) y actúa como un verdadero espejo. en cuyo caso el efecto de brillo solar desaparece. Crédito:NASA
En un estudio publicado el año pasado, Los científicos pudieron diferenciar la nieve y el hielo de las nubes midiendo la altura de la nube y comparándola con la elevación de la superficie. Si se encuentra que la altura de la nube está lo suficientemente cerca de la superficie, puede considerarse nieve o hielo, en lugar de cobertura de nubes.
Al aplicar el mismo método para el brillo del sol sobre los océanos, el equipo pudo identificar y atribuir fácilmente las emisiones de los barcos individuales en las mediciones diarias del Sentinel-5P.
Aris Georgoulias, de la Universidad de Tesalónica, comentó, "Al combinar estas medidas con la información de ubicación del barco, y teniendo en cuenta el efecto del viento que aleja las columnas de emisión de las chimeneas de los barcos, pudimos demostrar que estas estructuras encajaban casi perfectamente con las huellas del barco ".
"Por ahora, solo los barcos más grandes, o varios barcos viajando en convoy, son visibles en las mediciones satelitales, "agregó Jos de Laat, de KNMI. "Las huellas de los barcos pequeños nunca se alinearon con estas estructuras de columnas de emisión, a menos que sus huellas cruzaran la pista de barcos más grandes o grandes rutas de navegación, o un pequeño barco viajó en una ruta de navegación transitada ".
Claus Zehner, Gerente de Misión Sentinel-5P de la ESA, comentó, "Creemos que estos nuevos resultados demuestran posibilidades interesantes para el seguimiento de las emisiones de los barcos en apoyo de la regulación medioambiental desde el espacio. Misiones satelitales planificadas para el futuro con una resolución espacial mejorada, por ejemplo, los satélites de monitoreo de dióxido de carbono antropogénico Copernicus, debería permitir una mejor caracterización de las columnas de emisión de dióxido de nitrógeno de los buques y, posiblemente, detección de penachos de barcos más pequeños ".
