Luchtvervuiling in een post-COVID-19-wereld
Luchtvervuiling is een van de grootste milieuproblemen van onze tijd. Volgens een nieuw rapport van het Europees Milieuagentschap (EMA) is luchtvervuiling nu verantwoordelijk voor een op de acht doden in Europa. Waarnemingen van de Copernicus Sentinel-5P-satelliet zijn essentieel geweest voor het volgen van de verandering van de luchtvervuiling, met name van de stikstofdioxideconcentraties, in heel Europa.
Dit jaar zijn de satellietgegevens op grote schaal gebruikt om de schommelingen in de luchtkwaliteit als gevolg van de strenge COVID-19-maatregelen te monitoren. De Copernicus Sentinel-5P satelliet, die deel uitmaakt van het Europese Copernicus-programma, heeft sinds de lancering in 2017 voortdurend veranderingen in de luchtvervuiling in kaart gebracht.
Wetenschappers van het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI) en het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aëronomie (BIRA-IASB) hebben gebruik gemaakt van satellietgegevens van Sentinel-5P en van grondgegevens om de correlatie tussen COVID-19 en de effecten van luchtverontreiniging in heel Europa vast te stellen.
De onderstaande grafiek toont de gemiddelde stikstofdioxideconcentraties boven vijf grote Europese steden - Milaan, Madrid, Parijs, Berlijn en Boedapest. Het bovenste paneel toont de concentraties (met een 14-daagse voortschrijdend gemiddelde) in 2019 in vergelijking met 2020 met behulp van de gegevens van Sentinel-5P, terwijl het onderste paneel in situ waarnemingen toont.
De grijstinten staan voor de lockdown periodes in 2020 en gaan geleidelijk over van stricte (donkergrijs) naar lichte (lichtgrijs) maatregelen. De percentages in het rood staan voor de vermindering in 2020 ten opzichte van 2019 in dezelfde periode.
Uit de gegevens blijkt dat de sterkste dalingen van 40-50% werden gezien in de eerste fase van de lockdown in Zuid-Europa, met name in Spanje, Italië en Frankrijk. In juli en augustus 2020 blijkt uit de gegevens dat de concentraties nog steeds 10% tot 20% lager liggen dan de niveaus van vóór COVID.
Bas Mijling, atmosferische wetenschapper van het KNMI, comments, “Quarantainemaatregelen die in Berlijn zijn genomen, hebben geleid tot een daling van ongeveer 20% met kleine variaties tot augustus 2020. In Oost-Europa is het effect van de maatregelen over het algemeen minder ingrijpend dan in Zuid-Europa, en in Frankrijk, waar tijdens de strikte lockdowns van maart en april een daling van ongeveer 40-50% werd waargenomen.”
“Er wordt momenteel meer onderzoek gedaan als onderdeel van ESA's ICOVAC-project, of de impactstudie van COVID-19 lockdown-maatregelen op de luchtkwaliteit en het klimaat.”
Jenny Stavrakou, atmosferisch wetenschapper bij het BIRA-IASB, voegt hieraan toe, “De impact van de meteorologie op de stikstofdioxide-waarnemingen zou aanzienlijk kunnen zijn en mag niet over het hoofd worden gezien. Daarom is het noodzakelijk de gegevens over langere perioden te analyseren om de invloed van menselijke activiteiten op de waarnemingen beter te kunnen inschatten.”
Ze vervolgt, “Voor de maandelijkse gemiddelde vergelijking van 2019 en 2020 schatten we de COVID-19 geïnduceerde daling van met een onzekere 15-20%. Door de dalingen van satellietgebaseerde gegevens te vergelijken met grondgegevens voor verschillende steden, vinden we voldoende overeenkomstverschillen die ruimschoots binnen de onzekerheden als gevolg van de meteorologische variabiliteit liggen.”
Claus Zehner, ESA’s Copernicus Sentinel-5P missiemanager, zegt, “Wat echt opmerkelijk is, is de goede overeenkomst tussen de Sentinel-5P satellietgegevens en de grondmetingen. Dit toont aan dat het monitoren van de luchtkwaliteit vanuit de ruimte kan bijdragen aan een regelmatige rapportering van de luchtkwaliteit in Europese landen, wat tot nu toe alleen is gedaan met behulp van grondmetingen.”
De lockdowns rond maart-april in Europa hebben geleid tot een aanzienlijke daling van het stikstofdioxidegehalte in dichtbevolkte en geïndustrialiseerde gebieden in Europa, waaronder het Ruhrgebied in Duitsland en de Povlakte in Noord-Italië.
Deze dalingen worden toegeschreven aan de aanzienlijke bijdrage van het verkeer en van de industrie- en energiesector aan het stikstofdioxidegehalte. De concentraties lijken in juli-augustus 2020 terug te keren naar bijna normale niveaus, met uitzondering van grote steden waar menselijke activiteiten nog niet volledig zijn hervat.
Stikstofdioxide komt in de atmosfeer vrij bij de verbranding van brandstof door voertuigen, elektriciteitscentrales en industriële installaties en kan aanzienlijke gevolgen hebben voor de menselijke gezondheid - waardoor de kans op ademhalingsproblemen toeneemt. De Copernicus Sentinel-5P is voorzien van het Tropomi-instrument - een ultramodern instrument dat de unieke vingerafdruk van atmosferische gassen detecteert om luchtverontreinigende stoffen nauwkeuriger en met een hogere ruimtelijke resolutie dan ooit tevoren in beeld te brengen.
