Hvis du var nødt til at gætte, hvilken del af USA der har den værste luftforurening - hvor vind og topografi konspirerer med dampe fra benzin-chugging køretøjer for at skabe en antenne cesspool - steder som Los Angeles, Atlanta og som sent, Salt Lake City, ville sandsynligvis komme i tankerne. Virkeligheden kan komme som en overraskelse. Ifølge agenturet for miljøbeskyttelse er Californiens bucoliske San Joaquin Valley "hjemsted for den dårligste luftkvalitet i landet."
Ikke tilfældigt er San Joaquin Valley også den mest produktive landbrugsregion i verden og den øverste mejeriproducerende region i landet. Dieseldrevne lastvogne brummer konstant gennem dalen og udsender 14 ton drivhusgas ozon dagligt, og dyrefoder spionerer hele 25 ton ozon pr. Dag, efterhånden som det gæres, ifølge en undersøgelse fra 2010. Derudover tilskynder varme sommertemperaturer til at danne jordniveau i henhold til San Joaquin Valley Air Pollution Control District. Forurening strømmer også ned fra bugtsområdet, og Sierra Nevada-bjergene mod øst hjælper med at fælde alle disse forurenende stoffer nær dalbunden. Partikler, der skaber den tykke gråbrune smog, der hænger over dalen, er meget vigtig - det har været knyttet til hjertesygdomme, astma i barndommen og andre åndedrætsbetingelser.
Så da NASA udtænkte en ny, fem-årig luftkvalitetsundersøgelse for at hjælpe med at finjustere bestræbelserne på at måle forurening og drivhusgasser nøjagtigt fra rummet, målrettede det San Joaquin-dalen. ”Når du prøver at forstå et problem, går du hen, hvor problemet er mest indlysende, ” sagde undersøgelsens vigtigste efterforsker, Jim Crawford, i et interview. For Crawford kan den beskidte luft over dalen være vigtig for at evaluere, hvordan menneskelige aktiviteter bidrager til klimaændringer. ”Klimaændringer og luftkvalitet spores virkelig tilbage til den samme rod i den forstand, at luftkvalitet er den kortsigtede virkning af menneskelig påvirkning og klimaændringer den langsigtede virkning, ” sagde Crawford.
I januar og februar sendte NASA to forskningsfly ind i himlen over San Joaquin Valley for at indsamle data om luftforurening. Et fly fløj i høj højde over dalen i løbet af dagen, bevæbnet med fjernbetjeningssensorer, mens det andet fly kørte op og ned i dalen, periodisk spiral ned mod jorden for at sammenligne forureningen i højere og lavere højder. Vejrballoner blev også brugt til jordniveaumålinger.
De data, som NASA indsamlet i eksperimentet, svarede til, hvad satellitter kan se fra rummet: tilstedeværelsen af ozon, fine partikler, nitrogendioxid og formaldehyd (forløbere for forurening og ozon) og kulilte (som har en median levetid på en måned og kan bruges til at overvåge transport af forurening). Men satellitter er begrænset i deres luftkvalitetsfølende evner. ”Det virkelige problem med satellitter er, at de i øjeblikket ikke er kvantitative nok, ” sagde Crawford til Surprising Science. ”De kan vise i grov forstand, hvor tingene kommer fra, men de kan ikke fortælle dig, hvor meget der er.”
Satellitter kan heller ikke skelne mellem forurening i jordniveau og hvad der findes højere i atmosfæren. Desuden cirkler de kun en gang om dagen, og hvis det ikke er i de tidlige morgener, når pendlere brændende brænder fossile brændstoffer, eller i den sene eftermiddag, når emissionerne er festeret og luftkvaliteten er som værst, gør forskerne ikke har et klart billede af, hvordan dårlig forurening kan blive. Overvågningsstationer på jorden er ligeledes begrænset. De giver forskere et smalt billede, der ikke inkluderer luften længere over overvågningsstationen eller en forståelse af, hvordan luften blandes og bevæger sig. Forskningen fra NASA-studiet, specifikt den, der er indsamlet af det spiralformede fly, udfylder disse huller.
Data fra flyvningerne vil også blive brugt i forbindelse med fremtidige satellitter. ”Det, vi prøver at bevæge os mod, er en geostationær satellit, der vil stirre på Amerika hele dagen, ” sagde Crawford til Surprising Science. Geostationære satellitter - som vil være i stand til at måle de overordnede forureningsniveauer - kan svæve over en position, men ligesom nuværende satellitter har forskere brug for hjælpedata fra fly, der beskriver, hvordan forurening bevæger sig over jordoverfladen, som den hentet fra San Joaquin-dalen, til hjælpe med at validere og fortolke, hvad satellitter ser. ”Satellitten fungerer aldrig isoleret, og jordstationen vil ikke gøre nok, ” sagde Crawford.
Men først vil forskningen blive tilsluttet computermodeller i luftkvalitet, hvilket vil hjælpe med at finde emissionskilderne. At vide, hvordan kilder arbejder sammen for at bidrage til dårlig luftkvalitet, hvor forurening er, og nøjagtigt, hvilke niveauer den rammer, er en prioritet for EPA, der indstiller luftkvalitetsbestemmelser, og de statslige agenturer, der håndhæver dem, ifølge Crawford. Dataene vil informere om deres strategier for reduktion af emissioner og rengøring af luften med minimal indvirkning på økonomien og andre livskvalitetsspørgsmål. “Prognoser for luftkvalitet er store, ” siger Crawford. ”Men på et tidspunkt vil folk spørge, 'Hvorfor gør vi ikke noget ved det?' Svaret er, at det er vi. ”Forskerne har gennemført lignende flyvninger over Washington, DC-området og planlægger overflyvninger af Houston og muligvis Denver i de kommende år.
Én ting er sikker: Data til informering af handling er hårdt brug for. I 2011 overtrådte Sequoia og Kings Canyon National Park, på den østlige kant af dalen EPAs nationale standard for luftkvalitet i alt 87 dage om året, og Fresno overskred standard 52 dage. At identificere nøjagtigt, hvor forurening stammer fra, og hvem der er ansvarlig - et mål med undersøgelsen - vil så vidt sagt gøre en lang vej til at rense luften.
