Luchtvervuiling is een van de grootste milieuproblemen van onze tijd. Volgens een nieuw rapport van het Europees Milieuagentschap (EEA), luchtvervuiling draagt ​​nu bij aan een op de acht sterfgevallen in Europa. Waarnemingen van de Copernicus Sentinel-5P-satelliet zijn van vitaal belang geweest bij het volgen van de evolutie van luchtvervuiling, met name stikstofdioxideconcentraties, over Europa.

Dit jaar, satellietgegevens zijn op grote schaal gebruikt om schommelingen in de luchtkwaliteit als gevolg van strikte COVID-19-maatregelen te volgen. De Copernicus Sentinel-5P-satelliet, onderdeel van het Europese Copernicus-programma, brengt sinds de lancering in 2017 continu veranderingen van luchtvervuiling in kaart.

Wetenschappers van het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI) en het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aëronomie (BIRA-IASB) hebben satellietgegevens van Sentinel-5P en grondgegevens gebruikt om de correlatie tussen COVID-19 en de effecten van luchtvervuiling in heel Europa.

De onderstaande grafiek toont de gemiddelde stikstofdioxideconcentraties over vijf grote Europese steden:Milaan, Madrid, Parijs, Berlijn en Boedapest. Het bovenste paneel toont concentraties (met een 14-daags voortschrijdend gemiddelde) in 2019 vergeleken met 2020 met behulp van Sentinel-5P-gegevens, terwijl het onderste paneel in situ waarnemingen toont.

De grijstinten duiden de lockdownperiodes in 2020 aan, geleidelijk gaan van strikte (donkergrijs) naar losse (lichtgrijze) maatregelen. De in rood weergegeven percentages vertegenwoordigen de reductie in 2020 ten opzichte van 2019 over dezelfde periode.

Uit de gegevens blijkt dat de sterkste reducties van 40-50% werden gezien in de eerste fase van de lockdown in Zuid-Europa, specifiek Spanje, Italië en Frankrijk. In juli en augustus 2020, de gegevens suggereren dat de concentraties nog steeds 10% tot 20% lager zijn dan pre-COVID-niveaus.

Bas Mijling, atmosferisch wetenschapper bij KNMI, opmerkingen, "De in Berlijn geïmplementeerde quarantainemaatregelen leidden tot een daling van ongeveer 20% met kleine variaties tot augustus 2020. In Oost-Europa, het effect van de maatregelen was over het algemeen minder dramatisch dan in Zuid-Europa, en in Frankrijk, waar reducties van ongeveer 40-50% werden waargenomen tijdens de strikte lockdowns van maart en april. Er vindt momenteel meer onderzoek plaats als onderdeel van ESA's ICOVAC-project, of impactstudie van COVID-19-lockdownmaatregelen op luchtkwaliteit en klimaat."

Jenny Stavrakou, atmosferische wetenschapper bij BIRA-IASB, voegt toe, "De impact van meteorologie op de stikstofdioxide-waarnemingen kan aanzienlijk zijn en mag niet over het hoofd worden gezien. Daarom is het noodzakelijk om gegevens over langere perioden te analyseren, om de impact van menselijke activiteit op de waarnemingen beter in te schatten."

Ze vervolgt, "Voor de maandelijkse gemiddelde vergelijking van 2019 en 2020, we schatten een onzekerheid over de door COVID-19 veroorzaakte reductie van ongeveer 15-20%. Door de afname van satellietgegevens en grondgegevens voor verschillende steden te vergelijken, we vinden een bevredigende overeenstemmingsverschillen die ruim binnen de onzekerheden liggen als gevolg van meteorologische variabiliteit."

ESA's Copernicus Sentinel-5P missiemanager, Claus Zehner, zegt, "Wat echt opmerkelijk is, is de goede overeenkomst tussen de Sentinel-5P-satellietgegevens en de metingen op de grond. Dit toont aan dat monitoring van de luchtkwaliteit vanuit de ruimte kan bijdragen aan regelmatige luchtkwaliteitsrapportage in Europese landen, dat is pas gedaan, tot dusver, met behulp van metingen op de grond."

De lockdowns rond maart-april in Europa leidden tot aanzienlijke dalingen van het stikstofdioxidegehalte in dichtbevolkte en geïndustrialiseerde gebieden van Europa, waaronder het Ruhrgebied in Duitsland en de Povlakte in Noord-Italië.

Deze dalingen worden toegeschreven aan de aanzienlijke bijdrage van het verkeer, evenals van de industriële en energiesectoren tot stikstofdioxideniveaus. De concentraties lijken in juli-augustus 2020 terug te keren naar bijna normale niveaus, behalve over grote steden waar menselijke activiteiten nog niet volledig zijn hervat.

Stikstofdioxide komt vrij in de atmosfeer tijdens de verbranding van brandstof door voertuigen, energiecentrales, en industriële faciliteiten en kunnen aanzienlijke gevolgen hebben voor de menselijke gezondheid, waardoor de kans op het ontwikkelen van ademhalingsproblemen groter wordt. De Copernicus Sentinel-5P is uitgerust met 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.