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Dallo spazio il rilevamento dell’inquinamento navale.

Dallo spazio il rilevamento dell’inquinamento navale.

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Per la prima volta, gli scienziati, utilizzando i dati del satellite Sentinel-5P di Copernicus, sono ora in grado di rilevare pennacchi di biossido di azoto dalle singole navi dallo spazio.

Redazione. (Fonte: ESA)

Il trasporto marittimo ha un impatto diretto sulla qualità dell’aria in molte città costiere. Le navi e le navi commerciali bruciano carburante per produrre energia ed emettono diversi tipi di inquinamento atmosferico come sottoprodotto, causando il degrado della qualità dell’aria. Uno studio precedente ha stimato che le emissioni dei trasporti marittimi sono responsabili a livello globale di circa 400.000 morti premature per cancro ai polmoni e malattie cardiovascolari e 14 milioni di casi di asma infantile ogni anno.

Nitrogen dioxide emissions over the Mediterranean
Emissioni di biossido di azoto nel Mediterraneo.

Per questo motivo, negli ultimi dieci anni, sono stati compiuti sforzi per sviluppare normative internazionali sulle emissioni delle navi. Da gennaio 2020, il contenuto massimo di anidride solforosa dei carburanti per navi è stato ridotto globalmente allo 0,5% (dal 3,5%) nel tentativo di ridurre l’inquinamento atmosferico e proteggere la salute e l’ambiente. Si prevede che anche le emissioni di biossido di azoto dalle spedizioni saranno limitate nei prossimi anni.

Il monitoraggio delle navi per conformarsi a queste normative è ancora una questione irrisolta. L’oceano aperto copre vaste aree, con una capacità limitata o nulla di eseguire controlli locali. È qui che i satelliti, come il satellite Sentinel-5P di Copernicus , diventano utili.

Modelli di concentrazione di biossido di azoto in condizioni di luce solare

Fino a poco tempo, le misurazioni satellitari dovevano essere aggregate e mediate su mesi o addirittura anni per scoprire le rotte di navigazione, limitando l’uso dei dati satellitari per il controllo e l’applicazione della regolamentazione. Si poteva vedere solo l’effetto combinato di tutte le navi e solo lungo le rotte di navigazione più trafficate.

In un recente  articolo , un team internazionale di scienziati dell’Istituto meteorologico olandese reale (KNMI), dell’Università di Wageningen, dell’Ispettorato per l’ambiente umano e dei trasporti del Ministero delle infrastrutture e della gestione delle acque, dell’Università Aristotele di Salonicco e dell’Università di Scienze dell’informazione di Nanchino & Technology, hanno ora scoperto modelli in dati satellitari “riverbero del sole” precedentemente inutilizzati sull’oceano che assomigliano molto ai pennacchi delle emissioni delle navi.

Il sole splende sull'oceano

Il bagliore del sole si verifica quando la luce solare si riflette sulla superficie dell’oceano con la stessa angolazione con cui la vede un sensore satellitare. Poiché le superfici dell’acqua sono irregolari e irregolari, la luce solare viene diffusa in direzioni diverse, lasciando strisce sfocate di luce nei dati.

Gli algoritmi satellitari tendono a scambiare superfici così luminose per nuvolosità, motivo per cui, per molto tempo, il bagliore del sole è stato considerato un fastidio nelle misurazioni satellitari. Differenziare le nuvole da altre superfici riflettenti luminose come la neve, le nuvole o persino il bagliore del sole sulla superficie dell’oceano si è rivelato difficile – fino ad ora.

In uno studio pubblicato lo scorso anno, gli scienziati sono stati in grado di differenziare la neve e il ghiaccio dalle nuvole misurando l’altezza della nuvola e confrontandola con l’elevazione della superficie. Se l’altezza della nuvola risulta essere sufficientemente vicina alla superficie, può essere considerata neve o ghiaccio, piuttosto che copertura nuvolosa.

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Applicando lo stesso metodo per il bagliore del sole sugli oceani, il team è stato in grado di identificare e attribuire facilmente le emissioni delle singole navi nelle misurazioni quotidiane di Sentinel-5P.

Bagliore del sole

Aris Georgoulias, dell’Università di Salonicco, ha commentato: “Combinando queste misurazioni con le informazioni sulla posizione della nave e tenendo conto dell’effetto del vento che soffia via i pennacchi di emissione dai fumaioli delle navi, abbiamo potuto dimostrare che queste strutture corrispondevano quasi perfettamente alle tracce della nave. . “

“Per ora, solo le navi più grandi, o più navi che viaggiano in convoglio, sono visibili nelle misurazioni satellitari”, ha aggiunto Jos de Laat, di KNMI. “Le tracce delle navi di piccole dimensioni non si sono mai allineate con queste strutture di pennacchio di emissione, a meno che le loro tracce non incrociassero le tracce di navi più grandi o grandi rotte di navigazione, o una piccola nave viaggiasse in una corsia trafficata”

Claus Zehner, Mission Manager Sentinel-5P dell’ESA, ha commentato: “Riteniamo che questi nuovi risultati dimostrino interessanti possibilità per il monitoraggio delle emissioni delle navi a sostegno della regolamentazione ambientale dallo spazio. Le future missioni satellitari pianificate con una migliore risoluzione spaziale, ad esempio i satelliti antropogenici di monitoraggio dell’anidride carbonica di Copernicus, dovrebbero consentire una migliore caratterizzazione dei pennacchi di emissione delle navi di biossido di azoto e, possibilmente, il rilevamento di pennacchi di navi più piccole “.

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