אם היית צריך לנחש באיזה חלק בארצות הברית יש את זיהום האוויר החמור ביותר - שם רוחות וטופוגרפיה מזימות עם אדים מכלי רכב דוחפי בנזין כדי ליצור בריכת שחייה אווירית - מקומות כמו לוס אנג'לס, אטלנטה ונכון לספטמבר, סולט לייק סיטי, בטח היה קופץ לראש. המציאות עשויה להפתיע מעט. על פי סוכנות להגנת הסביבה, עמק סן חואקין הקליפורני בקליפורניה הוא "בית באיכות האוויר הגרועה במדינה."
לא במקרה, עמק סן חואקין הוא גם האזור החקלאי היצרני ביותר בעולם והאזור המוביל בייצור החלב במדינה. משאיות דיזל כבדות זמזות ללא הפסקה בעמק, ופולטות 14 טונות של האוזון בגז החממה מדי יום, ומזון לבעלי חיים מפיץ 25 טונות של אוזון ליום בזמן התסיסה, כך עולה ממחקר שנערך בשנת 2010. בנוסף, טמפרטורות הקיץ החמות מעודדות את התגבשות האוזון בגובה הקרקע, על פי מחוז בקרת זיהום האוויר של עמק סן חואקין. זיהום זורם גם הוא מאזור המפרץ, והרי סיירה נבדה ממזרח עוזרים ללכוד את כל המזהמים הללו בסמוך לקומת העמק. חומר חלקיקי שיוצר את הערפיח החום-אפרפר העבה התלוי מעל העמק הוא הדאגה העיקרית - הוא קשור למחלות לב, אסטמה בילדות ומצבי נשימה אחרים.
לכן, כאשר נאס"א המציאה מחקר חדש לחמש שנים באיכות האוויר, כדי לסייע במאמצים להתאים במדויק מדידה של זיהום וגזי חממה מהחלל, היא מיקדה את עמק סן חואקין. "כשאתה מנסה להבין בעיה אתה הולך לאן שהבעיה הכי ברורה, " אמר החוקר הראשי של המחקר, ג'ים קרופורד, בראיון. בעיני קרופורד, האוויר המלוכלך מעל העמק עשוי להיות חשוב כדי להעריך כיצד פעילויות אנושיות תורמות לשינויי אקלים. "שינוי האקלים ואיכות האוויר נמשכים באמת לאותה שורש במובן זה שאיכות האוויר היא ההשפעה לטווח הקצר של ההשפעה האנושית ושינוי האקלים ההשפעה לטווח הארוך, " אמר קרופורד.
בינואר ופברואר שלחה נאס"א שני מטוסי מחקר לשמי שמעל עמק סן חואקין כדי לאסוף נתונים על זיהום אוויר. מטוס אחד טס בגובה רב מעל העמק בשעות היום, חמוש בחיישנים מרוחקים, ואילו המטוס השני שייט במעלה ובמורד העמק, מסתובב מעת לעת לכיוון האדמה כדי להשוות בין הזיהום בגבהים נמוכים יותר ונמוכים. בלוני מזג אוויר שימשו גם למדידות ברמת הקרקע.
הנתונים שנאס"א שנאספו בניסוי היו דומים למה שהלוויינים יכולים לראות מהחלל: נוכחות של אוזון, חלקיקים דקים, חנקן דו-חמצני ופורמלדהיד (מבשרי זיהום ואוזון) ופחמן חד-חמצני (שיש לו חציון אורך חיים של חודש ויכול ישמש לצפייה בהובלת זיהום). אבל לוויינים מוגבלים ביכולות החישה שלהם באיכות האוויר. "הבעיה האמיתית עם לוויינים היא שהם כרגע לא מספיק כמותיים, " אמר קרופורד ל- Surprising Science. "הם יכולים להראות במובן גס מאיפה הדברים מגיעים, אבל הם לא יכולים להגיד לך כמה יש."
לוויינים לא יכולים להבחין בין זיהום בגובה הקרקע לבין מה שקיים גבוה יותר באטמוספרה. כמו כן, הם מסתובבים פעם אחת ביום, ואם זה לא בשעות הבוקר המוקדמות, כאשר הנוסעים שורפים דלקים מאובנים בשפע, או בשעות אחר הצהריים המאוחרות, כאשר פליטות התפוצצו ואיכות האוויר היא הגרועה ביותר, מדענים לא יש תמונה ברורה של עד כמה זיהום רע יכול להיווצר. גם תחנות ניטור בשטח מוגבלות. הם מספקים למדענים תמונה צרה שאינה כוללת את האוויר רחוק יותר מתחנת הניטור או הבנה כיצד האוויר מתערבב ונע. המחקר שנערך על ידי נאס"א, במיוחד זה שנאסף על ידי המטוס הספירלי, ממלא פערים אלה.
נתונים מהטיסות ישמשו גם יחד עם לוויינים עתידיים. "מה שאנחנו מנסים להתקדם אליו הוא לוויין גיאוסטציונרי שיביט באמריקה לאורך כל היום", אמר קרופורד ל- Surprising Science. לוויינים גיאוסטציונריים - אשר יוכלו למדוד את רמות הזיהום הכוללת - יכולים לרחף מעל עמדה אחת, אך כמו לוויינים נוכחיים, החוקרים זקוקים לנתונים נלווים ממטוסים המפרטים כיצד הזיהום עובר מעל פני כדור הארץ, כמו זה שאוחזר מעמק סן חואקין, עד עזור לאמת ולפרש את מה שלוויינים רואים. "הלוויין לעולם לא יפעל בבידוד ותחנת הקרקע לא תספיק", אמר קרופורד.
אך ראשית, המחקר יוחבר לדגמי מחשב באיכות אוויר, שיסייעו באיתור מקורות הפליטה. הידיעה כיצד מקורות עובדים יחד כדי לתרום לאיכות אוויר ירודה, היכן שזיהום ובאילו רמות בדיוק היא פוגעת היא עדיפות ל- EPA, שקובע תקנות לאוויר אוויר, ולסוכנויות המדינה שמאכפות אותן, על פי קרופורד. הנתונים יודיעו על האסטרטגיות שלהם להפחתת פליטות וניקוי האוויר במינימום השפעה על המשק וסוגיות אחרות באיכות החיים. "תחזיות איכות האוויר הן נהדרות, " אומר קרופורד. "אבל בשלב מסוים אנשים ישאלו 'למה אנחנו לא עושים משהו בקשר לזה?' התשובה היא שאנחנו. "החוקרים ערכו טיסות דומות באזור וושינגטון הבירה, ומתכננים מעבר של יוסטון ואולי דנוור בשנים הבאות.
דבר אחד בטוח: יש צורך בנתונים למידע על פעולה. בשנת 2011, הפארק הלאומי סקויה וקינגס קניון, בקצה המזרחי של העמק, הפר את תקן איכות האוויר הסביבה הלאומית של ה- EPA, בסך הכל 87 יום בשנה ופרסנו חרגה מ 52 הימים הסטנדרטיים. קביעת בדיוק היכן מקור הזיהום ומי האחראי - מטרת המחקר - יעשה דרך ארוכה לפינוי האוויר, כביכול.
