مجید جویا: در قله کوه ویلسون در جنوب کالیفرنیا، حسگری فروسرخ، افق را اسکن کرده و در آرامش، سطوح دی‌اکسیدکربن را در مناطق مختلف لس‌آنجلس اندازه‌گیری می‌کند. در شهر زیر آن، دانشمندان امواج لیزر را به آسمان می‌تابانند تا بالا و پایین شدن روزانه هاله مه‌دود آلودگی را که شهر در آن غرق شده، اندازه‌گیری کنند. دیگر دستگاه‌هایی که بر روی برج‌ها قرار گرفته‌اند برای رهگیری هوایی که در شهر جریان می‌یابد و دوباره خارج می‌شود، تنظیم می‌شوند. سرانجام، هواپیمایی مجهز برای اندازه‌گیری وضعیت هوا از ارتفاعات بالاتر به این مجموعه اضافه می‌شود. هنگامی که این مجموعه در سال 2013/1392 به طور کامل عملیاتی شود، دی‌اکسیدکربنی که شهر لس‌آنجلس تولید می‌کند تحت نظارت قرار خواهد گرفت و خیلی دقیق‌تر از هر شهر بزرگ دیگری در دنیا اندازه‌گیری خواهد شد.
به گزارش نیچر، داده‌های سازمان ملل نشان می‌‌دهد که 70 درصد گازهای گلخانه‌ای در شهرها تولید می‌شوند و کشورهای با نرخ بالای شهرنشینی، سرانه دی‌اکسیدکربن بیشتری نسبت به بقیه دارند. با رهگیری دقیق انتشارات گازهای دی‌اکسیدکربن در لس‌آنجلس و دیگر ابرشهرها، محققین امیدوارند تا سیستم‌های نظارتی گاز گلخانه‌ای را بیازمایند، به این امید که روزی به دانشمندان این امکان را بدهد تا برآوردی از موفقیت مشوق‌های آب‌وهوایی محلی و در نهایت ملی داشته باشند. نتایج اولیه این پروژه که به‌تازگی در گردهمایی اتحادیه جغرافیایی آمریکا در سن‌فرانسیسکوی کالیفرنیا ارائه شده، حاکی از نشانه‌های نویدبخشی است که بازبینی‌های مستقلی از این دست با ترکیب اندازه‌گیری‌های اتمسفری و مدل‌سازی امکان‌پذیر است.
آیا مهارشدنی هست؟
ریلی دورن، مهندس سیستم و سرپرست مشوق‌های نظارت در آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا (JPL) در پاسادنای کالیفرنیا می‌گوید: «انتشار آلایندگی‌های ابرشهرها هم مهم و هم از نظر علمی مهارشدنی است. شاید دانشمندان دو دهه تا روزی که بتوانند همه تشعشعات گازهای گلخانه‌ای با منشا انسانی را با کیفیت بالا و از فضا رهگیری کنند، فاصله داشته باشند، اما فناوری لازم برای تعقیب میزان انتشار در شهرها، امروز وجود دارد.»
دورن و شرکای وی با گروهی از پژوهشگران فرانسوی کار می‌کنند که میزان انتشار آلاینده‌ها را در پاریس زیر نظر دارند و در حال طرح پروژه‌ای مشابه در سائوپائولوی برزیل هم هستند. در ایندیاناپولیس، یک برنامه نظارتی از سال 2010/1389 اجرایی شده است. این پروژه‌ها هنگامی سر برآوردند که به نظر می‌رسید قوانین اجباری آب‌وهوایی برای خیلی از کشورها امری محتمل شده است؛ هرچند انتظار چنین قوانینی از آن زمان کاهش یافته، اما علاقه دانشمندان به نظارت و بازبینی آن تنها افزایش یافته است.
توجه به اتمسفر برای تعیین برآوردهای انتشار آلاینده‌ها (که عموما بر اساس گزارش‌های صنعتی و مصرف انرژی است) بسیار ناچیز است. شهرها مه‌دودهایی از آلودگی تولید می‌کنند که وقتی گسترده شده و در مسیر باد پراکنده می‌شوند، دانشمندان باید مشخصات آن‌ها را تعیین کنند. برای تبدیل غلظت‌های جوی گازهای گلخانه‌ای به انتشار، محققین باید درکی از تحولات جوی منطقه‌ای داشته باشند و گازهای منتشر شده را تا منبع اصلی آن‌ها رهگیری کنند.
قدرت برج
گروه لس‌آنجلس که برای انجام این کار با شرکای ایالتی، علمی و خصوصی همکار شده، در نظر دارد که در طول 6 ماه، 13 ایستگاه نظارتی را در ایستگاه‌هایی بر روی برج‌ها قرار دهد. این ایستگاه‌ها هوایی را رهگیری می‌کنند که از بستر شهر حرکت می‌کند و در همین حال بالون‌ها و لیزرها نیز مرز بین لایه آلودگی روی شهر و هوای تمیزتر را که در بالا قرار دارد اندازه‌گیری می‌کنند. این مرز، حجم هوایی را که دانشمندان مورد بررسی قرار می‌دهند، تعیین می‌کند و بنابراین نسبت بین غلظت‌های اندازه‌گیری شده دی‌اکسیدکربن و کل میزان انتشار تعیین می‌شود. در هر روز با طلوع خورشید، هوای آلوده شده گرم می‌شود و بالا می‌آید و با هوای تمیزتر مخلوط می‌شود و از بالای کوه‌هایی که شهر را احاطه می‌کنند، فرار می‌کند. تمام این داده‌ها در مدلی با کیفیت بالا وارد می‌شود که می‌توان از آن برای رهگیری این فرایندهای جوی در طول زمان استفاده کرد تا مقادیر گازهای گلخانه‌ای را اندازه گرفت.
این رویکرد در پروژه ایندیاناپولیس نیز به کار گرفته شده است. پل شپسن، شیمی‌دان جوی در دانشگاه پردو در لافایت غربی ایندیانا، رهبری گروهی را بر عهده داشت که در سال 2009/1388 تقریبا 1.5 میلیون دلار را از موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) برای ترتیب دادن این پروژه دریافت کرد. این گروه از دو برج برای اندازه‌گیری هوا در هنگام ورود و خروج از ایندیاناپولیس استفاده کرد، و شپسن این مقادیر را به نتایج ارزیابی‌های دقیق با استفاده از هواپیما اضافه کرد. گروه انتظار دارد که با افزایش بودجه، در نهایت بتواند ایندیاناپولیس را با دوازده برج برای اندازه‌گیری دی‌اکسیدکربن و متان محصور کند.
شپسن یادآوری می‌کند که او در محاسبات اولیه به محدوده دقت 30 تا 40 درصد در انتشار ثبت‌شده کربن شهر رسیده بود و انتظار دارد تا این عدم قطعیت را با وارد کردن داده‌های برج‌ها در یک مدل با کیفیت تولید شده توسط یک دانشمند اتمسفرشناس به نام کوین گرنی به حدود 20 درصد برساند. گرنی دیگر پژوهشگر این پروژه است و در دانشگاه ایالتی آریزونا در تمپه مستقر است.
یک مدل‌سازی منحصربه‌فرد
مدل گرنی از داده‌های واقعی در مورد مصرف انرژی استفاده می‌کند: فعالیت‌های صنعتی در سطح ساختمان‌ها به علاوه الگوهای ترافیک. خودروها با استفاده از نوع سوخت مصرف‌شده و انتشار تولیدشده دسته‌بندی می‌شوند و با حرکت در سطح شهر همانند خودروهای واقعی شبیه‌سازی می‌شوند. گرنی روزی را پیش‌بینی می‌کند که نتایج ترکیبی اندازه‌گیری گازهای گلخانه‌ای و مدل‌سازی بتوانند دانشمندان را قادر سازند تا برای مثال میزان انتشار متان از نشتی گاز طبیعی را مشخص کنند، یا محلاتی را که از مشوق‌های ترافیکی سود می‌برند،تعیین کنند و یا پروژه‌هایی را برای افزایش بازدهی انرژی ساختمان‌های موجود پیشنهاد کنند.
گرنی که پیش از این مدل‌سازی خود را به فینیکس آریزونا اعمال کرده و اکنون در حال بهینه‌سازی آن برای لس‌آنجلس است، می‌گوید: «شهردارهای زیادی به من زنگ می‌زنند، و همه آن‌ها یک چیز را می‌گویند: از کجا شروع کنیم؟ اگر می‌خواهید پول خرج کنید، باید بدانید که کجا این کار را انجام دهید.»
هدف‌گذاری معقول
به همین دلیل است که لس‌آنجلس وارد برنامه نظارت شده است. این شهر که متعهد شده تا میزان انتشار در سال 2030/1409 را به میزان 35٪ پایین‌تر از سطح سال 1990/1369 برساند، طیفی از مشوق‌ها را پیگیری می‌کند، از کاهش انتشار آلایندگی‌های ناشی از حمل‌ونقل و افزایش انرژی‌های تجدید‌پذیر گرفته تا نصب چراغ‌های خیابانی کارآمدتر و همزمان کردن چراغ‌های راهنمایی. رومل پاسکال، معاون محیط‌زیست شهردار لس‌آنجلس می‌گوید: «ما کاری را که می‌توانیم انجام می‌دهیم، ولی می‌خواهیم مطمئن شویم که کاری که می‌کنیم، واقعا عملی است.»
موسسه استاندارد ایالت متحده، NIST تقریبا 1.1 میلیون دلار در مشوق لس‌آنجلس سرمایه گذاری کرده به این امید که پیشرفتی برای علم باشد و برای دیگر شهرها کاربردی‌تر باشد. هدف آن کاهش عدم قطعیت کلی در محاسبه میزان انتشار به حدود 10٪ است.
فاز نهایی، این تلاش را به فضا گسترش خواهد داد. به گفته چارلز میلر، همکار این پروژه در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، حسگر نصب‌شده در کوه ویلسون نمونه اولیه ابزارهای نسل بعدی است که در نهایت خواهند توانست بر روی یک ماهواره نصب شوند. این حسگر وقتی برای طول‌موج‌های نزدیک به فروسرخ تنظیم شود، نسبت گرمای جذب شده توسط دی‌اکسیدکربن را اندازه‌گیری کرده و به این ترتیب غلظت دی‌اکسیدکربن در جو را مشخص می‌کند. میلر و دورن در نهایت رویای یک سه گانه از ماهواره‌های ثابت در مدار زمین را دارند که امکان نظارت یکنواخت انتشار گازهای گلخانه‌ای را فراهم کنند؛ نه فقط بر روی لس‌آنجلس، بلکه در کل زمین. میلر می‌گوید: «این یک حوزه کاملا باز و ناآزموده است، ولی آینده بسیار درخشانی دارد».
شرح عکس آغاز مطلب: قله دماوند برفراز هوای آلوده تهران - عکس از احسان عباسی
53271
نظر شما