نرم افزار مدیریت

چگونه می‌توان مشکل آلودگی ابرشهرها را حل کرد؟

مجموعه :گوناگون

در قله کوه ویلسون در جنوب کالیفرنیا، حسگری فروسرخ، افق را اسکن کرده و در آرامش، سطوح دی اکسیدکربن را در مناطق مختلف لس آنجلس اندازه گیری می کند. در شهر زیر آن، دانشمندان امواج لیزر را به آسمان می تابانند تا بالا و پایین شدن روزانه هاله مه دود آلودگی را که شهر در آن غرق شده، اندازه گیری کنند. دیگر دستگاه هایی که بر روی برج ها قرار گرفته اند برای رهگیری هوایی که در شهر جریان می یابد و دوباره خارج می شود، تنظیم می شوند. سرانجام، هواپیمایی مجهز برای اندازه گیری وضعیت هوا از ارتفاعات بالاتر به این مجموعه اضافه می شود. هنگامی که این مجموعه در سال 2013/1392 به طور کامل عملیاتی شود، دی اکسیدکربنی که شهر لس آنجلس تولید می کند تحت نظارت قرار خواهد گرفت و خیلی دقیق تر از هر شهر بزرگ دیگری در دنیا اندازه گیری خواهد شد.

به گزارش نیچر، داده های سازمان ملل نشان می  دهد که 70 درصد گازهای گلخانه ای در شهرها تولید می شوند و کشورهای با نرخ بالای شهرنشینی، سرانه دی اکسیدکربن بیشتری نسبت به بقیه دارند. با رهگیری دقیق انتشارات گازهای دی اکسیدکربن در لس آنجلس و دیگر ابرشهرها، محققین امیدوارند تا سیستم های نظارتی گاز گلخانه ای را بیازمایند، به این امید که روزی به دانشمندان این امکان را بدهد تا برآوردی از موفقیت مشوق های آب وهوایی محلی و در نهایت ملی داشته باشند. نتایج اولیه این پروژه که به تازگی در گردهمایی اتحادیه جغرافیایی آمریکا در سن فرانسیسکوی کالیفرنیا ارائه شده، حاکی از نشانه های نویدبخشی است که بازبینی های مستقلی از این دست با ترکیب اندازه گیری های اتمسفری و مدل سازی امکان پذیر است.

 

آیا مهارشدنی هست؟

ریلی دورن، مهندس سیستم و سرپرست مشوق های نظارت در آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا (JPL) در پاسادنای کالیفرنیا می گوید: «انتشار آلایندگی های ابرشهرها هم مهم و هم از نظر علمی مهارشدنی است. شاید دانشمندان دو دهه تا روزی که بتوانند همه تشعشعات گازهای گلخانه ای 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 می کنند که میزان انتشار آلاینده ها را در پاریس زیر نظر دارند و در حال طرح پروژه ای مشابه در سائوپائولوی برزیل هم هستند. در ایندیاناپولیس، یک برنامه نظارتی از سال 2010/1389 اجرایی شده است. این پروژه ها هنگامی سر برآوردند که به نظر می رسید قوانین اجباری آب وهوایی 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 آلاینده ها (که عموما بر اساس گزارش های صنعتی و مصرف انرژی است) بسیار ناچیز است. شهرها مه دودهایی از آلودگی تولید می کنند که وقتی گسترده شده و در مسیر باد پراکنده می شوند، دانشمندان باید مشخصات آن ها را تعیین کنند. برای تبدیل غلظت های جوی گازهای گلخانه ای به انتشار، محققین باید درکی از تحولات جوی منطقه ای داشته باشند و گازهای منتشر شده را تا منبع اصلی آن ها رهگیری کنند.

 

قدرت برج

گروه لس آنجلس 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 ایستگاه هایی بر روی برج ها قرار دهد. این ایستگاه ها هوایی را رهگیری می کنند که از بستر شهر حرکت می کند و در همین حال بالون ها و لیزرها نیز مرز بین لایه آلودگی روی شهر و هوای تمیزتر را که در بالا قرار دارد اندازه گیری می کنند. این مرز، حجم هوایی را که دانشمندان مورد بررسی قرار می دهند، تعیین می کند و بنابراین نسبت بین غلظت های اندازه گیری شده دی اکسیدکربن و کل میزان انتشار تعیین می شود. در هر روز با طلوع خورشید، هوای آلوده شده گرم می شود و بالا می آید و با هوای تمیزتر مخلوط می شود و از بالای کوه هایی که شهر را احاطه می کنند، فرار می کند. تمام این داده ها در مدلی با کیفیت بالا وارد می شود که می توان از آن برای رهگیری این فرایندهای جوی در طول زمان استفاده کرد تا مقادیر گازهای گلخانه ای را اندازه گرفت.

این رویکرد در پروژه ایندیاناپولیس نیز به کار گرفته شده است. پل شپسن، شیمی دان 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 اندازه گیری هوا در هنگام ورود و خروج از ایندیاناپولیس استفاده کرد، و شپسن این مقادیر را به نتایج ارزیابی های دقیق با استفاده از هواپیما اضافه کرد. گروه انتظار دارد که با افزایش بودجه، در نهایت بتواند ایندیاناپولیس را با دوازده برج برای اندازه گیری دی اکسیدکربن و متان محصور کند.

شپسن یادآوری می کند که او در محاسبات اولیه به محدوده دقت 30 تا 40 درصد در انتشار ثبت شده کربن شهر رسیده بود و انتظار دارد تا این عدم قطعیت را با وارد کردن داده های برج ها 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 مدل سازی منحصربه فرد

مدل گرنی از داده های واقعی در مورد مصرف انرژی استفاده می کند: فعالیت های صنعتی در سطح ساختمان ها به علاوه الگوهای ترافیک. خودروها با استفاده از نوع سوخت مصرف شده و انتشار تولیدشده دسته بندی می شوند و با حرکت در سطح شهر همانند خودروهای واقعی شبیه سازی می شوند. گرنی روزی را پیش بینی می کند که نتایج ترکیبی اندازه گیری گازهای گلخانه ای و مدل سازی بتوانند دانشمندان را قادر سازند تا برای مثال میزان انتشار متان از نشتی گاز طبیعی را مشخص کنند، یا محلاتی را که از مشوق های ترافیکی سود می برند،تعیین کنند و یا پروژه هایی را برای افزایش بازدهی انرژی ساختمان های موجود پیشنهاد کنند.

گرنی که پیش از این مدل سازی خود را به فینیکس آریزونا اعمال کرده و اکنون در حال بهینه سازی آن برای لس آنجلس است، می گوید: «شهردارهای زیادی به من زنگ می زنند، و همه آن ها یک چیز را می گویند: از کجا شروع کنیم؟ اگر می خواهید پول خرج کنید، باید بدانید که کجا این کار را انجام دهید.»

 

هدف گذاری معقول

به همین دلیل است که لس آنجلس وارد برنامه نظارت شده است. این شهر که متعهد شده تا میزان انتشار در سال 2030/1409 را به میزان 35٪ پایین تر از سطح سال 1990/1369 برساند، طیفی از مشوق ها را پیگیری می کند، از کاهش انتشار آلایندگی های ناشی از حمل ونقل و افزایش انرژی های تجدید پذیر گرفته تا نصب چراغ های خیابانی کارآمدتر و همزمان کردن چراغ های راهنمایی. رومل پاسکال، معاون محیط زیست شهردار لس آنجلس می گوید: «ما کاری را که می توانیم انجام می دهیم، ولی می خواهیم مطمئن شویم که کاری که می کنیم، واقعا عملی است.»

موسسه استاندارد ایالت متحده، NIST تقریبا 1.1 میلیون دلار در مشوق لس آنجلس سرمایه گذاری کرده به این امید که پیشرفتی برای علم باشد و برای دیگر شهرها کاربردی تر 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 نصب شده در کوه ویلسون نمونه اولیه ابزارهای نسل بعدی است که در نهایت خواهند توانست بر روی یک ماهواره نصب شوند. این حسگر وقتی برای طول موج های نزدیک به فروسرخ تنظیم شود، نسبت گرمای جذب شده توسط دی اکسیدکربن را اندازه گیری کرده و به این ترتیب غلظت دی اکسیدکربن در جو را مشخص می کند. میلر و دورن در نهایت رویای یک سه گانه از ماهواره های ثابت در مدار زمین را دارند که امکان نظارت یکنواخت انتشار گازهای گلخانه ای را فراهم کنند؛ نه فقط بر روی لس آنجلس، بلکه در کل زمین. میلر می گوید: «این یک حوزه کاملا باز و ناآزموده است، ولی آینده بسیار درخشانی دارد».

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

جدیدترین مطالب
پربیننده هفته
پربیننده ماه

خرید رپورتاژ خرید بک لینک نرم افزار مطب نرم افزار مطب نرم افزار رستوران