Pela primeira vez, cientistas, usando dados do satélite Copernicus Sentinel-5P, agora são capazes de detectar plumas de dióxido de nitrogênio de naves individuais vindas do espaço. Esta imagem mostra os padrões de emissão de dióxido de nitrogênio em vermelho escuro sobre o Mar Mediterrâneo central em 2 de julho de 2018. Crédito:contém dados modificados do Copernicus Sentinel (2018), processado por Georgoulias et al.
Pela primeira vez, cientistas, usando dados do satélite Copernicus Sentinel-5P, agora são capazes de detectar plumas de dióxido de nitrogênio de naves individuais vindas do espaço.
O transporte marítimo tem um impacto direto na qualidade do ar em muitas cidades costeiras. Os navios e embarcações comerciais queimam combustível para obter energia e emitem vários tipos de poluição do ar como subproduto, causando a degradação da qualidade do ar. Um estudo anterior estimou que as emissões do transporte marítimo são globalmente responsáveis por cerca de 400.000 mortes prematuras de câncer de pulmão e doenças cardiovasculares, e 14 milhões de casos de asma infantil a cada ano.
Por esta razão, durante a última década, esforços para desenvolver regulamentos internacionais de emissão de navios estão em andamento. Desde janeiro de 2020, o teor máximo de dióxido de enxofre dos combustíveis navais foi globalmente reduzido para 0,5% (abaixo dos 3,5%) em um esforço para reduzir a poluição do ar e proteger a saúde e o meio ambiente. Espera-se que as emissões de dióxido de nitrogênio do transporte marítimo também sejam restringidas nos próximos anos.
O monitoramento dos navios para cumprir esses regulamentos ainda é um problema não resolvido. O oceano aberto cobre vastas áreas, com capacidade limitada ou nenhuma capacidade de realizar verificações locais. É aqui que os satélites, como o satélite Copernicus Sentinel-5P, vir a calhar.
Pela primeira vez, cientistas, usando dados do satélite Copernicus Sentinel-5P, agora são capazes de detectar plumas de dióxido de nitrogênio de naves individuais vindas do espaço. A imagem mostra os padrões de dióxido de nitrogênio sob as condições de visualização do brilho do sol, bem como campos de vento de 10 metros das análises do modelo operacional ECMWF, e localizações de navios AIS nas últimas três horas antes, e até, Tempo de passagem do Sentinel-5P. As cores magenta escuro são usadas para as posições da nave próximas ao tempo de passagem do satélite e as cores magenta mais brilhantes para as posições anteriores da nave. A imagem B é um exemplo das localizações originais do AIS (pontos) e das localizações das plumas deslocadas pelo vento (cruzes) de um navio (navio 6) no momento do viaduto do TROPOMI. A imagem C é igual à imagem A, mas para as localizações projetadas das plumas deslocadas pelo vento dos 40 navios com um comprimento maior que 200 m. Os navios são numerados de acordo com seus níveis de dióxido de nitrogênio. As cores magenta escuro são usadas para as plumas de navios emitidas perto do tempo de viaduto do satélite e cores magenta mais brilhantes para as plumas de navios anteriores. Crédito:contém dados modificados do Copernicus Sentinel (2018), processado por Georgoulias et al.
Até recentemente, medições de satélite precisavam ser agregadas e calculadas ao longo de meses ou até anos para descobrir rotas de navegação, limitar o uso de dados de satélite para controle e aplicação de regulamentos. Apenas o efeito combinado de todos os navios pode ser visto, e apenas ao longo das rotas de navegação mais movimentadas.
Em um artigo recente, uma equipe internacional de cientistas do Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI), Universidade de Wageningen, a Inspetoria de Meio Ambiente Humano e Transporte do Ministério de Infraestrutura e Gestão da Água, a Aristotle University of Thessaloniki e a Nanjing University of Information Science &Technology, agora descobriram padrões em dados de satélite de 'reflexo do sol' anteriormente não utilizados sobre o oceano que se assemelham fortemente a plumas de emissão de navios.
O brilho do sol ocorre quando a luz do sol é refletida na superfície do oceano no mesmo ângulo em que um sensor de satélite o visualiza. Como as superfícies da água são irregulares e irregulares, a luz do sol está espalhada em diferentes direções, deixando faixas borradas de luz nos dados.
Algoritmos de satélite tendem a confundir tais superfícies brilhantes com nebulosidade, e é por isso, por muito tempo, o brilho do sol era considerado um incômodo nas medições de satélite. Diferenciando nuvens de outras superfícies reflexivas brilhantes, como neve, nuvens ou mesmo o brilho do sol sobre a superfície do oceano têm se mostrado difíceis - até agora.
Padrão de brilho do sol conforme visto nos dados do satélite VIIRS em 2 de julho de 2018. Os pontos escuros no meio do brilho do sol são locais onde a superfície do mar é quase plana (falta de ondas de vento) e atua como um verdadeiro espelho, nesse caso, o efeito de brilho do sol desaparece. Crédito:NASA
Em um estudo publicado no ano passado, os cientistas foram capazes de diferenciar neve e gelo de nuvens medindo a altura da nuvem e comparando-a com a elevação da superfície. Se a altura da nuvem for considerada suficientemente próxima da superfície, pode ser considerado neve ou gelo, em vez de cobertura de nuvens.
Ao aplicar o mesmo método para o brilho do sol sobre os oceanos, a equipe foi capaz de identificar e atribuir facilmente as emissões de navios individuais nas medições diárias do Sentinel-5P.
Aris Georgoulias, da Universidade de Thessaloniki, comentou, "Ao combinar essas medições com as informações de localização do navio, e levando em consideração o efeito do vento soprando as plumas de emissão para longe das chaminés dos navios, pudemos mostrar que essas estruturas combinavam quase perfeitamente com os rastros do navio. "
"Por enquanto, apenas os maiores navios, ou vários navios viajando em comboio, são visíveis nas medições do satélite, "acrescentou Jos de Laat, da KNMI. "Rastros de navios de pequenos navios nunca alinhados com essas estruturas de pluma de emissão, a menos que seus rastros cruzassem os rastros de navios maiores ou grandes rotas de navegação, ou um pequeno navio viajou em uma rota de transporte movimentada. "
Claus Zehner, Gerente da missão Sentinel-5P da ESA, comentou, "Acreditamos que esses novos resultados demonstram possibilidades empolgantes para o monitoramento de emissões de navios em apoio à regulamentação ambiental do espaço. Futuras missões de satélite planejadas com resolução espacial melhorada, por exemplo, os satélites de monitoramento de dióxido de carbono antropogênico Copernicus, deve permitir a melhor caracterização das plumas de emissão de dióxido de nitrogênio e, possivelmente, detecção de plumas de navios menores. "
