Значаен проблем во урбаните средини, претставува загадениот воздух, кој се карактеризира со зголемени нивоа на PM честички и различни загадувачи (CO и NO2), кои штетат на здравјето на луѓето и на животната средина. Со тоа, се наметнува итна потреба од намалување на загадувањето на воздухот преку примена на краткорочни и долгорочни стратегии (Srbinovska et al. 2024).
Потенцијалните атмосферски загадувачи, како што се PM честичките (со големина помала од 2,5 μm или 10 μm), озонот (O3), азотниот оксид (NO2) и летливи органски соединенија (VOC), кои се емитуваат од индустријата и возилата, се сметаат за опасни по здравјето на луѓето. Загадувањето на воздухот може да го зголеми ризикот од различни здравствени проблеми, како што се нарушувања на менталното здравје (Srbinovska et al. 2024), срцеви заболувања, мозочен удар, опструктивни белодробни заболувања, пневмонија, рак и други, дури и кога концентрациите на загадувачите се под дозволените нивоа (Andova et al. 2023).
Загадувањето на воздухот има сериозни здравствени последици на глобално ниво (Srbinovska et al. 2024). Според проценките на Светската здравствена организација (СЗО), во 2012 година, амбиентното загадување на воздухот било причина за 3 милиони предвремени смртни случаи годишно (Европска агенција за заштита на животната средина, 2019). Од нив, се проценува дека околу 480.000 предвремени смртни случаи се случиле во Европскиот регион на СЗО, кој обединува 53 земји. Здравствените ефекти на PM честичките се добро познати и документирани. Не постои доказ за безбедно ниво на концентрација на PM (Европска агенција за животна средина, 2019), а повеќе од 80% од популацијата во Европскиот регион на СЗО живее во градови каде што концентрациите на PM го надминуваат препорачаното ниво според Упатствата за квалитет на воздухот на СЗО. Во 2005 година, загадувањето од PM било проценето дека го намалува просечното животно траење на поединците во регионот за скоро 9 месеци (Martinez et al. 2018).
Македонија, а особено главниот град Скопје, долг период страда од лош квалитет на воздухот. Во Европскиот регион на СЗО, Македонија (37 μg/m3) се наоѓа на трето место, по Босна и Херцеговина (42 μg/m3) и Таџикистан (41 μg/m3) според годишната населено-популациска моделска медијана на концентрацијата на PM2.5 во урбаните и руралните средини (Andova et al. 2023). Во текот на 20-тиот век, Скопје доживеа брза урбанизација, раст на индустриските активности и реконструкција по земјотресот во 1963 година. Со поголемиот број индустриски извори и сообраќајни токови од другите градови во земјата, Скопската агломерација историски имала чести епизоди на сериозно загадување (Naumovski et al. 2017; Kochubovski & Kendrovski, 2012). За време на сувите периоди, комбинацијата на минерална прашина и емисии од домашното греење, транспортниот сектор и индустриските активности во градот доведува до зголемени концентрации на овие честички (Kovacevik et al. 2011; Anttila et al. 2016).
Мониторингот на квалитетот на воздухот е од суштинско значење за разбирање на неговото влијание врз здравјето на луѓето и животната средина. Со развојот на сателитските технологии и платформите за геопросторна анализа, како што е Google Earth Engine (GEE), можностите за прецизна и ефикасна анализа значително се подобрени. Sentinel-5P, дел од програмата Copernicus, е специјализиран сателит кој со својот инструмент TROPOMI овозможува собирање на податоци за концентрациите на клучни загадувачи во атмосферата.
Главната цел на оваа статија е примената на Sentinel-5P сателитските податоци со помош на софтверот за далечинска детекција Google Earth Engine (GEE) за мониторинг на квалитетот на воздухот, фокусирајќи се на постапките за обработка, анализа и визуелизација.
Sentinel-5P и неговата улога во мониторингот на загадувањето
Sentinel-5P е дизајниран да обезбеди глобални податоци за клучните атмосферски гасови, меѓу кои азотен диоксид (NO₂), јаглероден моноксид (CO), сулфурен диоксид (SO₂), озон (O₃) и други. Неговиот инструмент TROPOMI користи спектроскопски методи за мерење на концентрациите на овие гасови. Просторната резолуција на сателитот Sentinel-5P е 7 km, што значи дека секој пиксел на снимката претставува површина од 7×7 km на Земјината површина. Оваа резолуција е типична за сателитските сензори кои се користат за мониторинг на атмосферата и загадувањето на воздухот, како што се концентрациите на различни гасови и аеросоли. Овие податоци се клучни за разбирање на локалното и глобалното загадување, бидејќи овозможуваат анализа на просторно-временските трендови, кои се важни за научните истражувања и интервенции.
Google Earth Engine (GEE) како платформа за анализа
Google Earth Engine (GEE) е платформа за анализа на сателитски снимки која користи т.н. скрипти за обработка на голема база на податоци. Со пристап до податоците од Sentinel-5P, GEE овозможува обработка и филтрирање на податоците според просторни и временски критериуми, како и анализа на концентрациите на загадувачи преку статистички и визуелни методи. Податоците од Sentinel-5P се достапни како ImageCollection објекти во GEE, а за анализа на загадувачите, на пр. азотен диоксид (NO2), се користи колекцијата COPERNICUS/S5P/NRTI/L3_NO2. Филтрирањето на податоците овозможува работа со само оние податоци кои се од интерес, како на пример временски период или географска област. Пресметката на просечни вредности преку временски интервали дозволува добивање податоци на годишно или месечно ниво, што помага за разбирање на долгорочните трендови. Облачноста може да влијае на квалитетот на податоците, па затоа е важно да се отстранат сликите со висока облачност. По обработката на податоците, тие можат да се визуелизираат на карта за да се прикаже просторната дистрибуција на NO₂ концентрациите. Дополнително, GEE овозможува екстракција на податоци за анализа на трендовите во различни региони.
Работата со Sentinel-5P и GEE нуди значителни придобивки: глобална покриеност и висока временска резолуција, брза обработка на голема база на податоци и визуелизација на резултатите преку модел и графикони. Сепак, ограничувањата, како што се чувствителноста на облачност и ограничената просторна резолуција за мали урбани подрачја, бараат дополнителна обработка и корелација со мерни станици.
Интеграцијата на Sentinel-5P податоците во Google Earth Engine овозможува детална анализа на квалитетот на воздухот со висока ефикасност. Оваа комбинација е клучна за разбирање на просторните и временските трендови на загадувањето, особено во области како главниот град на нашата татковина, Скопје, каде урбаните и индустриските емисии се значителен проблем. Со овој пристап, се овозможува создавање на стратешки политики за заштита на животната средина и унапредување на квалитетот на животот.
Референци:
[1] Srbinovska, M., Andova, V., Mateska, A.K. et al. (2024). Breath of change: A meteorological and green infrastructure perspective on air quality in Skopje, North Macedonia. Clean Techn Environ Policy. https://doi.org/10.1007/s10098-024-02937-5
[2] Andova, V., Andonović, V., Celeska Krstevska, M., Dimcev, V., Krkoleva Mateska, A., & Srbinovska, M. (2023). Estimation of the Effect of COVID-19 Lockdown Impact Measures on Particulate Matter (PM) Concentrations in North Macedonia. Atmosphere, 14(2), 192. https://doi.org/10.3390/atmos14020192
[3] Европска агенција за заштита на животната средина: Извештај за загадување на воздухот во Европа – 2019
[4] Martinez, G. S., Spadaro, J. V., Chapizanis, D., Kendrovski, V., Kochubovski, M., & Mudu, P. (2018). Health Impacts and Economic Costs of Air Pollution in the Metropolitan Area of Skopje. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15(4), 626. https://doi.org/10.3390/ijerph15040626
[5] Naumovski, K., Krstev, B., Basovski, G., Todeva, T., Krstev, A. (2017). Conditions and impacts on industrial processes and atmospheric approaches of air pollution in the Skopje and Polog region. Nat. Resour. Technol., 11, 75–82
[6] Kochubovski, M.; Kendrovski, V. (2012). Monitoring of the Ambient Air Quality (PM10) in Skopje and Evaluation of the Health Effects in 2010. J. Environ. Prot. Ecol., 13, 789–796
[7] Kovacevik, B., Wagner, A., Boman, J., Laursen, J., Pettersson, B. (2011). Elemental composition of fine particulate matter (PM2.5) in Skopje, FYR of Macedonia. X-ray Spectrom., 40, 280–288. https://doi.org/10.1002/xrs.1337
[8] Anttila, P., Stefanovska, A., Nestorovska-Krsteska, A., Grozdanovski, L., Atanasov, I., Golubov, N., Walden, J. (2016). Characterisation of extreme air pollution episodes in an urban valley in the Balkan Peninsula. Air Qual. Atmos. Health, 9, 129–141. https://doi.org/10.1007/s11869-015-0326-7
Автор: м-р Бојана Алексова
Оваа статија е прочитана 101 пати!
