Jika Anda harus menebak bagian mana dari AS yang memiliki polusi udara terburuk - di mana angin dan topografi berkonspirasi dengan asap dari kendaraan berbahan bakar bensin untuk membuat tangki septik udara - tempat-tempat seperti Los Angeles, Atlanta dan pada akhir-akhir ini, Salt Lake City, mungkin akan muncul di pikiran. Kenyataannya mungkin sedikit mengejutkan. Menurut agen Perlindungan Lingkungan, California San Joaquin Valley di pedesaan California adalah "rumah dari kualitas udara terburuk di negara ini."
Bukan kebetulan, Lembah San Joaquin juga merupakan daerah pertanian paling produktif di dunia dan daerah penghasil susu terbaik di negara ini. Truk diesel tugas berat terus-menerus berdengung di lembah, memancarkan 14 ton ozon gas rumah kaca setiap hari, dan pakan ternak menghabiskan 25 ton ozon per hari saat difermentasi, menurut sebuah studi 2010. Selain itu, suhu musim panas yang panas mendorong ozon permukaan tanah terbentuk, menurut Distrik Kontrol Polusi Udara Lembah San Joaquin. Polusi juga mengalir turun dari Bay Area, dan Pegunungan Sierra Nevada ke timur membantu menjebak semua polutan ini di dekat dasar lembah. Materi partikulat yang menciptakan kabut tebal coklat keabu-abuan yang menggantung di lembah menjadi perhatian utama - ini terkait dengan penyakit jantung, asma masa kanak-kanak, dan kondisi pernapasan lainnya.
Jadi ketika NASA menyusun sebuah studi baru, kualitas udara lima tahun untuk membantu menyempurnakan upaya untuk secara akurat mengukur polusi dan gas rumah kaca dari luar angkasa, NASA menargetkan Lembah San Joaquin. "Ketika Anda mencoba memahami suatu masalah, Anda pergi ke tempat masalah itu paling jelas, " kata peneliti utama, Jim Crawford, dalam sebuah wawancara. Bagi Crawford, udara kotor di atas lembah mungkin penting untuk mengevaluasi bagaimana aktivitas manusia berkontribusi terhadap perubahan iklim. "Perubahan iklim dan kualitas udara benar-benar ditelusuri kembali ke akar yang sama dalam arti bahwa kualitas udara adalah efek jangka pendek dari dampak manusia dan perubahan iklim efek jangka panjang, " kata Crawford.
Pada bulan Januari dan Februari, NASA mengirim dua pesawat penelitian ke langit di atas Lembah San Joaquin untuk mengumpulkan data tentang polusi udara. Satu pesawat terbang di ketinggian di atas lembah pada siang hari, dipersenjatai dengan sensor jarak jauh, sementara pesawat kedua melaju naik turun lembah, secara berkala berputar ke bawah ke tanah untuk membandingkan polusi di ketinggian yang lebih tinggi dan lebih rendah. Balon cuaca juga digunakan untuk pengukuran di permukaan tanah.
Data yang dikumpulkan NASA dalam percobaan itu mirip dengan apa yang dapat dilihat satelit dari luar angkasa: keberadaan ozon, partikel halus, nitrogen dioksida dan formaldehida (prekursor polusi dan ozon) dan karbon monoksida (yang memiliki masa pakai rata-rata sebulan dan dapat digunakan untuk menonton pengangkutan polusi). Tetapi satelit terbatas dalam kemampuan penginderaannya yang berkualitas udara. "Masalah sebenarnya dengan satelit adalah bahwa mereka saat ini tidak cukup kuantitatif, " kata Crawford kepada Surprising Science. "Mereka bisa menunjukkan dalam arti kasar dari mana hal-hal itu berasal, tetapi mereka tidak bisa memberi tahu Anda berapa banyak ada."
Satelit juga tidak dapat membedakan antara polusi di permukaan tanah dan apa yang ada lebih tinggi di atmosfer. Juga, mereka berputar hanya sekali sehari, dan jika tidak di pagi hari, ketika penumpang sibuk membakar bahan bakar fosil, atau pada sore hari, ketika emisi mereda dan kualitas udara berada pada titik terburuknya, para ilmuwan tidak memiliki gambaran yang jelas tentang seberapa buruk polusi dapat terjadi. Stasiun pemantauan di lapangan juga terbatas. Mereka memberikan para ilmuwan dengan gambaran sempit yang tidak termasuk udara lebih jauh di atas stasiun pemantauan atau pemahaman tentang bagaimana udara bercampur dan bergerak. Penelitian dari studi NASA, khususnya yang dikumpulkan oleh pesawat yang berputar, mengisi celah ini.
Data dari penerbangan juga akan digunakan bersama dengan satelit di masa depan. "Apa yang kami coba bergerak adalah satelit geostasioner yang akan menatap Amerika sepanjang hari, " kata Crawford kepada Surprising Science. Satelit geostasioner - yang akan dapat mengukur tingkat polusi secara keseluruhan - dapat terbang di atas satu posisi, tetapi seperti satelit saat ini, para peneliti memerlukan data tambahan dari pesawat yang merinci bagaimana polusi bergerak di atas permukaan bumi, seperti yang diperoleh dari Lembah San Joaquin, untuk membantu memvalidasi dan menafsirkan apa yang dilihat satelit. "Satelit tidak akan beroperasi secara terpisah dan stasiun bumi tidak akan melakukan cukup, " kata Crawford.
Tetapi pertama-tama, penelitian akan dicolokkan ke dalam model komputer berkualitas udara, yang akan membantu menemukan sumber emisi. Mengetahui bagaimana sumber-sumber bekerja bersama untuk berkontribusi terhadap kualitas udara yang buruk, di mana polusi berada dan tingkat apa tepatnya yang ditimbulkannya merupakan prioritas bagi EPA, yang menetapkan peraturan kualitas udara, dan badan-badan negara yang menegakkannya, menurut Crawford. Data ini akan menginformasikan strategi mereka dalam mengurangi emisi dan membersihkan udara dengan dampak minimal terhadap ekonomi dan masalah kualitas hidup lainnya. "Perkiraan kualitas udara bagus, " kata Crawford. "Tetapi pada titik tertentu orang akan bertanya, 'Mengapa kita tidak melakukan sesuatu tentang itu?' Jawabannya adalah kita ada. ”Para peneliti telah melakukan penerbangan serupa di wilayah Washington, DC dan merencanakan jalan layang Houston dan mungkin Denver di tahun-tahun mendatang.
Satu hal yang pasti: Data untuk menginformasikan tindakan sangat diperlukan. Pada tahun 2011, Taman Nasional Sequoia dan Kings Canyon, di tepi timur lembah, melanggar standar kualitas udara ambien nasional EPA total 87 hari dalam setahun dan Fresno melampaui standar 52 hari. Menentukan dengan tepat di mana polusi berasal dan siapa yang bertanggung jawab - tujuan penelitian - akan pergi jauh untuk membersihkan udara, sehingga untuk berbicara.
