Se dovessi indovinare quale parte degli Stati Uniti ha il peggior inquinamento atmosferico - dove venti e topografia cospirano con i fumi dei veicoli a benzina per creare un pozzo nero - luoghi come Los Angeles, Atlanta e, in ritardo, Salt Lake City, probabilmente mi verrà in mente. La realtà può essere una sorpresa. Secondo l'agenzia per la protezione ambientale, la bucolica California San Joaquin Valley è "la casa della peggiore qualità dell'aria del paese".
Non a caso, la valle di San Joaquin è anche la regione agricola più produttiva del mondo e la principale regione produttrice di latte nel paese. Secondo uno studio del 2010, i camion diesel pesanti ronzano costantemente nella valle, emettendo ogni giorno 14 tonnellate di ozono di gas serra e i mangimi per animali emettono 25 tonnellate di ozono al giorno mentre fermenta. Inoltre, secondo il distretto di controllo dell'inquinamento atmosferico della valle di San Joaquin, le calde temperature estive favoriscono la formazione dell'ozono a livello del suolo. L'inquinamento scorre anche dalla Bay Area e le montagne della Sierra Nevada a est aiutano a intrappolare tutti questi inquinanti vicino al fondovalle. Il particolato che crea il denso smog bruno grigiastro che pende sulla valle è di primaria importanza: è stato collegato a malattie cardiache, asma infantile e altre condizioni respiratorie.
Quindi, quando la NASA ha ideato un nuovo studio quinquennale sulla qualità dell'aria per aiutare a perfezionare gli sforzi per misurare accuratamente l'inquinamento e i gas serra dallo spazio, ha preso di mira la Valle di San Joaquin. "Quando stai cercando di capire un problema, vai dove è più evidente il problema", ha dichiarato il principale investigatore dello studio, Jim Crawford, in un'intervista. Per Crawford, l'aria sporca sulla valle può essere importante per valutare in che modo le attività umane contribuiscono al cambiamento climatico. "I cambiamenti climatici e la qualità dell'aria sono realmente ricondotti alla stessa radice, nel senso che la qualità dell'aria è l'effetto a breve termine dell'impatto umano e i cambiamenti climatici l'effetto a lungo termine", ha detto Crawford.
A gennaio e febbraio, la NASA ha inviato due aerei di ricerca nei cieli sopra la valle di San Joaquin per raccogliere dati sull'inquinamento atmosferico. Durante il giorno un aereo ha sorvolato la valle ad alta quota, armato di sensori remoti, mentre il secondo aereo ha navigato su e giù per la valle, periodicamente a spirale verso il suolo per confrontare l'inquinamento a quote più alte e più basse. I palloni meteorologici sono stati utilizzati anche per le misurazioni a livello del suolo.
I dati raccolti dalla NASA nell'esperimento erano simili a quelli che i satelliti possono vedere dallo spazio: presenza di ozono, particolato fine, biossido di azoto e formaldeide (precursori dell'inquinamento e dell'ozono) e monossido di carbonio (che ha una durata media di un mese e può essere utilizzato per monitorare il trasporto dell'inquinamento). Ma i satelliti sono limitati nelle loro capacità di rilevamento della qualità dell'aria. "Il vero problema con i satelliti è che al momento non sono abbastanza quantitativi", ha detto Crawford a Surprising Science. "Possono mostrare in modo approssimativo da dove provengono le cose, ma non possono dirti quanto c'è."
Né i satelliti possono distinguere tra inquinamento a livello del suolo e ciò che esiste più in alto nell'atmosfera. Inoltre, girano in circolo solo una volta al giorno e, se non è al mattino presto, quando i pendolari bruciano intensamente combustibili fossili o nel tardo pomeriggio, quando le emissioni si sono deteriorate e la qualità dell'aria è al suo peggio, gli scienziati no avere una chiara idea di quanto possa essere dannoso l'inquinamento. Anche le stazioni di monitoraggio a terra sono limitate. Forniscono agli scienziati un quadro ristretto che non include l'aria più lontano sopra la stazione di monitoraggio o una comprensione di come l'aria si mescola e si muove. La ricerca dello studio della NASA, in particolare quella raccolta dall'aereo a spirale, colma queste lacune.
I dati dei voli verranno inoltre utilizzati insieme ai futuri satelliti. "Quello a cui stiamo cercando di muoverci è un satellite geostazionario che fisserà l'America per tutto il giorno", ha detto Crawford a Surprising Science. I satelliti geostazionari - che saranno in grado di misurare i livelli complessivi di inquinamento - possono passare sopra una posizione, ma come i satelliti attuali, i ricercatori hanno bisogno di dati ausiliari dagli aerei che descrivono come l'inquinamento viaggia sopra la superficie terrestre, come quello recuperato dalla valle di San Joaquin, per aiuta a convalidare e interpretare ciò che i satelliti vedono. "Il satellite non funzionerà mai in modo isolato e la stazione di terra non farà abbastanza", ha detto Crawford.
Ma prima, la ricerca sarà collegata a modelli di computer di qualità dell'aria, che aiuteranno a individuare le fonti di emissione. Sapere come le fonti collaborano per contribuire alla scarsa qualità dell'aria, dove si trova l'inquinamento e esattamente quali livelli sta colpendo è una priorità per l'EPA, che stabilisce le norme sulla qualità dell'aria e le agenzie statali che le applicano, secondo Crawford. I dati informeranno le loro strategie sulla riduzione delle emissioni e sulla pulizia dell'aria con un impatto minimo sull'economia e su altri aspetti della qualità della vita. "Le previsioni sulla qualità dell'aria sono eccezionali", afferma Crawford. "Ma ad un certo punto la gente chiederà: 'Perché non stiamo facendo qualcosa al riguardo?' La risposta è che lo siamo ”. I ricercatori hanno condotto voli simili sulla zona di Washington, DC e stanno pianificando sorvoli di Houston e possibilmente Denver negli anni a venire.
Una cosa è certa: i dati per informare sull'azione sono estremamente necessari. Nel 2011, il Parco nazionale di Sequoia e Kings Canyon, sul bordo orientale della valle, ha violato gli standard nazionali di qualità dell'aria ambiente dell'EPA per un totale di 87 giorni l'anno e Fresno ha superato i 52 giorni standard. Individuare esattamente l'origine dell'inquinamento e chi è il responsabile - un obiettivo dello studio - farà molto per liberare l'aria, per così dire.
