เทคโนโลยีจากอวกาศ ตรวจสอบ ติดตาม ฝุ่น PM2.5 พร้อมแนวทางในการบรรเทาและแก้ไขปัญหา

   หลายวันมานี้ ฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM2.5 เป็นหนึ่งในปัญหามลพิษทางอากาศที่ส่งผลกระทบต่อสุขภาพและระบบทางเดินหายใจของมนุษย์อย่างรุนแรง ซึ่งสามารถก่อให้เกิดโรคทางเดินหายใจ โรคหัวใจและหลอดเลือด โรคมะเร็งปอด รวมถึงโรคอื่นๆที่จะตามมาอีกมากมาย ปัจจุบันมีหลายหน่วยงานที่มีส่วนเกี่ยวข้องให้ความสำคัญกับการติดตามและหาแนวทางการแก้ไขปัญหาร่วมกันและหนึ่งในนั้นคือสำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) หรือ GISTDA ที่ต้องการดึงศักยภาพจากเทคโนโลยีจากอวกาศ เช่น ข้อมูลจากดาวเทียมและระบบเซนเซอร์ระยะไกล หรือ Remote Sensing มาใช้ประโยชน์ เพื่อให้เป็นเครื่องมือสำคัญในการตรวจสอบและติดตามฝุ่นละออง PM2.5 อย่างใกล้ชิดตลอด 24 ชั่วโมง  

1.เทคโนโลยีจากอวกาศกับบทบาทในการตรวจสอบ PM2.5

ดาวเทียมสำรวจโลก (Earth Observation Satellites):

ดาวเทียม Himawari-8 โดยภารกิจหลักของดาวเทียมดวงนี้ คือการติดตามการเปลี่ยนแปลงบนชั้นบรรยากาศของโลกทุกๆ 10 นาที ผ่านกล้องในระบบออพติคอลและอินฟาเรด เพื่อเก็บข้อมูลสภาพอากาศครอบคลุมบริเวณทวีปเอเชียและแปซิฟิกตะวันตก จากนั้นจะส่งให้ภาคพื้นดินใช้ประกอบการพยากรณ์อากาศบนโลก จุดเด่นคือมีความถี่ของการจับภาพที่สูง ทำให้มีฐานข้อมูลเก็บรวบรวมไว้อย่างเพียงพอ และที่สำคัญคือสามารถส่งข้อมูลภาพถ่ายในช่วง Mid-Infared ได้

ดาวเทียม ระบบ MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) และ ระบบ VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) สามารถวัดค่าความเข้มข้นของฝุ่น PM2.5 ผ่านข้อมูลแสงสะท้อนและการดูดกลืนแสงในชั้นบรรยากาศ

ดาวเทียม Sentinel-5P ภายใต้โครงการ Copernicus ของสหภาพยุโรป มีความสามารถในการตรวจวัดมลพิษทางอากาศ รวมถึง PM 2.5 และก๊าซที่เกี่ยวข้อง เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนไดออกไซด์ อุปกรณ์หลักบนดาวเทียมดวงนี้เรียกว่า Tropomi เป็นกล้องถ่ายภาพที่มีความก้าวหน้าสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงในชั้นบรรยากาศโลกด้วยการเทียบเเสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากชั้นบรรยากาศโลกกับเเสงที่มาจากดวงอาทิตย์โดยตรงและกล้องถ่ายภาพตัวนี้มีความคมชัดของภาพสูงขึ้นกว่าในอดีตมาก

2. การติดตามการกระจายตัวของ PM2.5

   ข้อมูลจากดาวเทียมสามารถนำมาใช้วิเคราะห์ในการติดตามการกระจายตัวของ PM 2.5 ในพื้นที่ต่าง ๆ ทั้งในระดับประเทศ ระดับจังหวัด ระดับอำเภอ ระดับตำบล ไปจนถึง ณ ตำแหน่งปัจจุบันของผู้ใช้งาน การใช้เทคนิค AI/ML หรือ Artificial Intelligence/Machine Learning คือ “การทำให้ระบบคอมพิวเตอร์สามารถเรียนรู้ได้ด้วยตนเองโดยใช้ข้อมูล” Machine Learning เป็น subset ของ AI จุดประสงค์คือเพื่อใช้ในการสร้างแอปพลิเคชั่นที่มีประสิทธิภาพมากกว่ามนุษย์ในการทำงานบางประเภท โดยการทำให้ฉลาดขึ้น สามารถพัฒนา และเรียนรู้ได้ด้วยตนเอง  โดยข้อมูลที่ใช้ในแบบจำลอง เช่น Himawari ร่วมกับสถานีตรวจวัด PM 2.5 (กรมควบคุมมลพิษ), ข้อมูลสภาพอากาศ (กรมอุตุนิยมวิทยา), ข้อมูลสภาพพื้นที่ภูมิประเทศ, รวมถึงข้อมูลแหล่งกำเนิดฝุ่น เช่น จุดความร้อน เป็นต้น นอกจากนี้การใช้ข้อมูลเหล่านี้ร่วมกับแบบจำลองการพยากรณ์ (Forecasting Models) เพื่อดูพฤติกรรมของข้อมูลฝุ่น PM2.5 ในแต่ละชั่วโมงพร้อมทั้งใช้ในการคาดกาณ์สถานการณ์ฝุ่น PM2.5 ได้อีกด้วย

3. การวิเคราะห์ข้อมูลในระดับเวลาจริง

   เทคโนโลยีจากอวกาศช่วยให้สามารถตรวจสอบค่าฝุ่น PM2.5 แบบเรียลไทม์ผ่านเครือข่ายเซนเซอร์ที่ทำงานร่วมกันระหว่างพื้นดินและอวกาศ เช่น ระบบ GEMS (Geostationary Environment Monitoring Spectrometer) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ตรวจวัดที่ติดตั้งบนดาวเทียม KOMPSAT-2B ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเป็นเครื่องมือบันทึก วิเคราะห์ และติดตามปริมาณก๊าซที่มีผลต่อสิ่งแวดล้อมบนโลกของเราได้อย่างต่อเนื่องและรายละเอียดข้อมูลที่ดีขึ้น อาทิ ก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์ ก๊าซโอโซน และอนุภาคฝุ่นละอองขนาดเล็ก (PM2.5, PM10) ซึ่งใช้การสอบเทียบค่ากับเซนเซอร์จากสถานีตรวจวัดภาคพื้นดิน เป็นต้น 

แนวทางในการบรรเทาและแก้ไขปัญหา PM2.5

1.  การออกนโยบายจากข้อมูลที่แม่นยำ
ข้อมูลจากดาวเทียมช่วยสนับสนุนการทำงานให้กับรัฐบาลและองค์กรระหว่างประเทศเพื่อวางแผนและกำหนดนโยบายในการลดมลพิษได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น การกำหนดเขตพื้นที่ควบคุมการปล่อยมลพิษ (Emission Control Zones) ในพื้นที่ที่มีค่าฝุ่นสูง หรือการออกประกาศแจ้งเตือนเขตมลพิษต่างๆ

2.  การเฝ้าระวังและการแจ้งเตือนล่วงหน้า
- ระบบแจ้งเตือนคุณภาพอากาศที่ใช้ข้อมูลจากดาวเทียมช่วยลดผลกระทบต่อสุขภาพและระบบทางเดินหายใจของประชาชน โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง
- การพัฒนาระบบแอปพลิเคชันบนสมาร์ทโฟนที่เชื่อมโยงกับข้อมูลอวกาศ เพื่อแจ้งเตือนประชาชนในกรณีค่าฝุ่นเกินมาตรฐาน เพื่อให้ประชาชนได้ป้องกันและลดความเสี่ยงจากสถานการณ์ในช่วงเวลานั้น

3.  การพัฒนาเทคโนโลยีลดมลพิษ
- ใช้ข้อมูลจากอวกาศในการระบุแหล่งกำเนิดฝุ่น เช่น การเผาในที่โล่งและการจราจร เพื่อนำมาพัฒนาเทคโนโลยีการลดมลพิษที่ตรงจุด เช่น การติดตั้งตัวกรองฝุ่นจากแหล่งกำเนิดต่างๆ

4. การส่งเสริมความร่วมมือระดับนานาชาติ
การใช้เทคโนโลยีอวกาศเป็นเครื่องมือร่วมกันในการแก้ปัญหามลพิษทางอากาศข้ามพรมแดน เช่น การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างประเทศผ่านองค์กรเช่น United Nations Environment Programme (UNEP) เป็นต้น

   เทคโนโลยีจากอวกาศได้กลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการตรวจสอบและติดตาม PM2.5 อย่างมีประสิทธิภาพ ข้อมูลจากดาวเทียมและระบบเซนเซอร์ระยะไกลช่วยให้เราสามารถวิเคราะห์และจัดการปัญหาฝุ่นละอองขนาดเล็กได้อย่างแม่นยำมากขึ้น พร้อมทั้งสนับสนุนการออกแบบนโยบายและมาตรการแก้ไขที่มีประสิทธิภาพ การผสมผสานเทคโนโลยีเหล่านี้เข้ากับความร่วมมือระดับโลกจะช่วยลดผลกระทบของ PM2.5 ต่อสุขภาพมนุษย์และสิ่งแวดล้อมในระยะยาว และจะช่วยให้คุณภาพชีวิตของประชากรดีขึ้นต่อไป