Il biossido di azoto atmosferico (NOâ‚‚) è un inquinante nocivo con impatti significativi sulla qualità dell’aria, sul clima e sulla biosfera. È rilasciato principalmente da attività antropiche, come l’uso di combustibili fossili da parte di veicoli e centrali elettriche, e da fonti naturali come i fulmini e gli incendi boschivi.
Sebbene i satelliti monitorino le concentrazioni di NOâ‚‚ a livello globale sin dagli anni ’90, le risoluzioni di questi strumenti sono state finora generalmente troppo approssimative per identificare e isolare specifiche fonti di inquinamento.
Ora, recenti ricerche hanno dimostrato la possibilità di effettuare osservazioni multispettrali anche in contesti urbani: per la prima volta e con una precisione senza precedenti, i satelliti Sentinel-2 e i Landsat statunitensi hanno infatti individuato pennacchi di NOâ‚‚ provenienti dalle centrali elettriche. Lo studio, che segna un avanzamento significativo nel monitoraggio dell’inquinamento atmosferico, è stato pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences.
La coppia di satelliti Sentinel-2A e Sentinel-2B fa parte di Copernicus, il programma di monitoraggio ambientale europeo gestito dalla Commissione Europea in collaborazione con l’Esa. Sebbene inizialmente progettati per osservare la superficie terrestre e monitorare la copertura del suolo, la vegetazione e le risorse idriche, possono adesso rilevare la presenza di NOâ‚‚ nell’atmosfera e catturarne immagini dettagliate grazie alla loro alta risoluzione spaziale, variabile da 10 a 60 metri.
Utilizzando le bande blu e ultrablu di entrambi i satelliti, le immagini ad alta risoluzione hanno permesso ai ricercatori di stimare i tassi di emissione di ossidi di azoto da diverse centrali elettriche, tra cui quelle a Riad, in Arabia Saudita, e nel Wyoming, negli Stati Uniti. Inoltre, combinando questi dati sulle emissioni – ottenuti tramite le bande del visibile e del vicino infrarosso – con i registri a lungo termine dei satelliti Landsat, è stato possibile analizzare le tendenze delle emissioni nel tempo.
Una scoperta chiave è stata compiuta presso la centrale elettrica 9 di Riad: un’analisi dettagliata delle emissioni dal 2009 al 2021 ha rivelato significative variazioni stagionali, con un picco estivo coerente con l’elevato uso dei condizionatori d’aria e una lieve diminuzione dopo l’introduzione dello Standard ambientale dell’aria del 2012 dell’Arabia Saudita.
Il monitoraggio con queste “sentinelle” presenta però alcune sfide: «Abbiamo scoperto che i satelliti funzionano meglio su superfici luminose e uniformi e possono incontrare difficoltà in ambienti con terreni complessi o superfici scure», spiega Daniel Varon, ricercatore principale dello studio. «Tuttavia, anche con queste limitazioni, offrono un nuovo potente strumento per identificare e monitorare le fonti di inquinamento».
Il prossimo lancio di Sentinel-2C, previsto per il 4 settembre 2024, promette di ampliare ulteriormente le capacità di osservazione, offrendo nuove opportunità per la gestione e il controllo dell’inquinamento atmosferico a livello globale, soprattutto nelle aree dove le infrastrutture di monitoraggio tradizionali scarseggiano.
In apertura: L’incremento della colonna di biossido di azoto da due centrali elettriche in Arabia Saudita. Crediti: Esa
