• ภาษาไทย
  • English

สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน):GISTDA

เป็นองค์กรในการนำคุณค่าจากอวกาศและภูมิสารสนเทศสู่สังคม

6 มลพิษทางอากาศ..ที่ตรวจวัดได้ด้วยดาวเทียม

6 มลพิษทางอากาศ..ที่ตรวจวัดได้ด้วยดาวเทียม

130264921_10158580454746265_2583454864326516048_o.jpg

 

มลพิษทางอากาศเป็นสารประกอบทางเคมีที่อันตรายต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมของเรา โดยองค์การอนามัยโลกระบุว่าประชากรโลกประมาณ 7 ล้านคนต่อปี ต้องจบชีวิตลงเนื่องจากประสบปัญหาที่มีต้นตอจากมลพิษทางอากาศ ซึ่งพวกมันถูกปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่องจากกิจกรรมของมนุษย์บนโลกด้วยกันเอง ปัจจุบันความก้าวหน้าเทคโนโลยีอวกาศทำให้นอกจากจะสามารถตรวจวัด PM 2.5 แล้ว ยังมีมลพิษตัวอื่นๆ ที่สามารถตรวจวัดได้ บทความนี้จะพาทุกคนไปรู้จักกัน

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา เซนเซอร์ของดาวเทียมได้รับการพัฒนาอย่างก้าวกระโดด ปัจจุบันสามารถตรวจวัดความเข้มข้นของก๊าซที่ล่องลอยอยู่ในชั้นต่ำสุดของชั้นโทรโพสเฟียร์ (เป็นบรรยากาศชั้นล่างสุดที่มนุษย์อาศัย มีความหนาประมาณ 10 - 15 กิโลเมตร) และด้วยคุณสมบัติการสะท้อนรังสีจากดวงอาทิตย์ที่แตกต่างกันตามแต่ชนิดของก๊าซ ดาวเทียมจึงสามารถตรวจจับและแยกแยะก๊าซเหล่าได้ ซึ่งข้อมูลดังกล่าวมีประโยชน์อย่างมากต่อการประเมินคุณภาพอากาศเชิงพื้นที่คลอบคลุมพื้นที่เป็นวงกว้าง

ข้อมูลความเข้มข้นของก๊าซและฝุ่นละอองที่วัดได้จากดาวเทียมจะต้องผ่านกระบวนการสอบเทียบค่ากับข้อมูลที่วัดจากเซนเซอร์ที่ติดตั้งบนภาคพื้นดินและแบบจำลองบรรยากาศ เพื่อปรับปรุงข้อมูลให้มีความถูกต้องก่อนที่จะเผยแพร่สู่สาธารณะ ซึ่งปัจจุบันข้อมูลดังกล่าวนอกจากจะมีความสำคัญต่อนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาวิจัยปัญหามลพิษ แต่ประชาชนทั่วไปก็ให้ความสนใจกับข้อมูลนี้มากขึ้น สะท้อนให้เห็นถึงปัญหามลพิษที่ส่งผลกระทบเป็นวงกว้างและจำเป็นที่ทุกคนต้องเรียนรู้ไว้เพื่อการป้องกัน

1.ก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2)

ในช่วงต้นปี 2563 ที่ผ่านมาคาดว่าหลายคนคงจะคุ้นเคยกับแผนที่เปรียบเทียบปริมาณความเข้มของก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) ที่วัดได้จากดาวเทียม Sentinel-5 ในช่วงก่อนและหลังการระบาดของโควิด ซึ่งก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ส่วนมากแล้วจะมาจากแหล่งอุตสาหกรรมและการจราจรในชีวิตประจำวันของเราทุกคน ภาพนั้นกลายเป็นภาพที่ชัดเจนและทำให้ทุกคนเข้าใจได้ในทันที ทั้งในแง่ของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจากกิจกรรมประจำวันของมนุษย์ และในแง่ของความโหดร้ายที่การใช้ชีวิตของมนุษย์ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมาอย่างต่อเนื่องโดยตลอด

2. คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)

คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) เป็นก๊าซพิษที่ไม่มีสีและไม่มีกลิ่นซึ่งทำให้เสียชีวิตได้หากมีความเข้มข้นสูง สาเหตุมาจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของเชื้อเพลิงที่มีคาร์บอน เช่น น้ำมันเบนซิน ก๊าซธรรมชาติ น้ำมันถ่านหินและไม้ ปัจจุบันมีทั้งดาวเทียม Sentinel-5 ( เซนเซอร์ TROPOMI) และดาวเทียม Terra (เซนเซอร์ MOPITT) ที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูลความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอมอนอกไซด์เป็นประจำทุกวัน มีนักวิจัยได้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอมอนอกไซด์ที่วัดได้จากดาวเทียม เปรียบเทียบกับอัตรการเกิดไฟป่าในแถบภาคเหนือของประเทศไทย พบว่ามีความสัมพันธ์กันและยังสัมพันธ์กับความเข้มข้นของ PM10 อีกด้วย

3. ก๊าซโอโซน (O3)

ก๊าซโอโซน (O3) เป็นก๊าซที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสมดุลของบรรยากาศโลก ในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์มีโอโซนอยู่ประมาณ 90% ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันสิ่งมีชีวิตบนโลกจากอันตรายของรังสีอัลตราไวโอเลต ส่วนในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ก็จะมีโอโซนอยู่ประมาณ 10% ทำหน้าที่เป็นสารทำความสะอาดที่มีประสิทธิภาพ แต่เมื่อมีความเข้มข้นสูงก็จะเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ สัตว์ และพืชพันธุ์ได้เช่นกัน ส่งผลให้หายใจหอบหืด การทำงานของปอดลดลง และตามมาด้วยโรคทางเดินหายใจ ซึ่งปัจจุบันก็มีดาวเทียม Sentinel-5, GOSAT-2 และ MetOp เป็นต้น

4. แอมโมเนีย (NH3)

แอมโมเนีย (NH3) เป็นมลพิษที่ปัจจุบันพบว่ามีการปล่อยออกมาสูงกว่าในยุคก่อนอุตสาหกรรมประมาณ 4 เท่า ส่วนใหญ่มาจากภาคเกษตรกรรม นอกจากนี้ยังเป็นสารตั้งต้นของฝุ่นละออง การตรวจวัดค่าของแอมโมเนียด้วยดาวเทียมเริ่มมาตั้งปี พ.ศ.2545 ปัจจุบันมีดาวเทียมที่ทำหน้าที่ตรวจวัดก๊าซแอมโมเนีย อาทิเช่น ดาวเทียม Aqua (AIRS), Suomi-NPP (CrIS), MetOp (IASI), GOSAT (TANSO-FTS), Aura (TES) 

5. ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2)

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล โรงไฟฟ้าอุตสาหกรรม รถยนต์ เครื่องบินและเรือ เมื่อรวมตัวกับน้ำในบรรยากาศจะเกิดกรดซัลฟิวริกซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของฝนกรด การได้รับ SO2 ส่งผลต่อระบบทางเดินหายใจและทำให้ดวงตาระคายเคือง ประวัติการตรวจวัดค่าของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ด้วยดาวเทียมนั้นมีมาตั้งแต่ พ.ศ. 2521 โดยเริ่มจาก ดาวเทียม Nimbus-7, Meteor-3, ADEOS, และ Earth Probe ซึ่งดาวเทียมกลุ่มนี้ได้ติดตั้งเซนเซอร์ TOMPS ที่นับว่าเป็นเซนเซอร์แรกที่ใช้ตรวจวัดค่าของ SO2  ปัจจุบันคงเหลือแค่ดาวเทียม Earth Probe ต่อจากนั้นมาก็จะเป็นกลุ่มดาวเทียม Aqua (AIRS), Aura (OMI), Suomi-NPP (OMPS) และ Sentinel-5 (TROPOMI) ที่ยังคงมีการเก็บข้อมูล SO2 จนถึงปัจจุบัน

6. ฝุ่นละอองขนาดเล็ก

ค่าฝุ่นละอองขนาดเล็กเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดที่สำคัญของการตรวจวัดคุณภาพอากาศ นั่นก็คือ คือฝุ่นละอองขนาดเล็ก หรือ PM 2.5 และ PM 10 โดยดาวเทียมตรวจวัดโดยอาศัยหลักการการกระเจิงของแสงเพื่อหาค่า Aerosol Optical Depth (AOD) จากนั้นก็นำมาวิเคราะห์ร่วมกับข้อมูลอื่นๆที่เกี่ยวข้อง เพื่อแปลงเป็นค่าความเข้มข้นของปริมาณฝุ่นละอองที่ปกคลุมในแต่ละพื้นที่ในภาพถ่ายจากดาวเทียม และเช่นเดียวกันมีดาวเทียมหลายดวงที่สามารถตรวจวัดค่าฝุ่นละอองได้ แต่ที่นิยมและน่าเชื่อถือมากที่สุดคือ ข้อมูลจากเซนเซอร์ MODIS จากดาวเทียม Terra และ Aqua ของนาซ่า

แม้กระนั้นก็ตามการใช้ข้อมูลจากระบบ MODIS ก็ยังมีข้อจำกัดอยู่บ้าง ซึ่งในอนาคตการนำดาวเทียมที่อยู่ในกลุ่มวงโคจรค้างฟ้ามาร่วมวิเคราะห์ จะทำให้เราได้ข้อมูลที่มีความถูกต้อง แม่นย้ำ รายละเอียดดีขึ้น และจำนวนการอัพเดทสถานะของฝุ่นละอองต่อวันก็จะมากขึ้น ซึ่งนี่จะช่วยอุดช่องว่างของปัญหาเชิงเทคนิคได้ และทำให้ประชาชนได้รับข่าวสารหรือคำแจ้งเตือนได้ทันท่วงที

จะเห็นได้ว่ากระแสความตื่นตัวของโลกต่อการติดตามคุณภาพอากาศด้วยข้อมูลจากดาวเทียมนั้นมีมานานแล้ว ทำให้ปัจจุบันมีข้อมูลจำนวนมหาศาลจากหลากหลายกลุ่มดาวเทียมที่พร้อมนำมาประยุกต์ใช้ และก็ยังมีอีกหลายโครงการที่อยู่ในระหว่างการพัฒนา ซึ่งประโยชน์สูงสุดของการพัฒนาเพื่อให้ได้มาซึ่งข้อมูลมลพิษเหล่านี้ก็เพื่อต้องการยกระดับคุณภาพชีวิตของมนุษย์เราให้ดีขึ้นนั้นเอง

ความจริงเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าการที่จะขจัดปัญหามลพิษให้หมดสิ้นไปทำได้ค่อนข้างยาก เนื่องจากปัญหาดังกล่าวมีความสัมพันธ์กับหลายปัจจัยในสังคม จำเป็นต้องใช้เวลาและความเข้าใจอย่างมากจากคนทุกภาคส่วน แต่วันนี้เราทุกคนสามารถเริ่มต้นได้ด้วยการเรียนรู้และสร้างความเข้าใจกับปัญหาด้วยข้อมูล ทั้งข้อมูลจากภาคพื้นดินที่กรมควบคุมมลพิษได้ดำเนินการมาอย่างต่อเนื่อง และข้อมูลจากห้วงอวกาศที่จะทำให้เห็นภาพกว้าง เพื่อนำไปสู่มาตราการที่จะเยียวยาที่จะผ่อนหนักให้เป็นเบาได้ และแก้ไขปัญหาได้อย่างเบ็ดเสร็จในอนาคต สุดท้ายนี้ก็อย่าลืมตรวจเช็คข้อมูลคุณภาพอากาศทุกครั้งก่อนออกจากบ้านและหาทางป้องกันให้เหมาะสม เพื่อชีวิตที่ดีของทุกคนในสังคมครับ

 

อ้างอิง
Manlika Sukitpaneenit and Nguyen Thi Kim Oanh (2013). Satellite monitoring for carbon monoxide and particulate matter during forest fire episodes in Northern Thailand. National Center for Biotechnology Information
Camille Viatte and team (2020), Air Pollution and Sea Pollution Seen from Space. France : Sorbonney University. Surveys in Geography.
#จิสด้าก้าวสู่ปีที่21 #จิสด้า #GISTDA #AirPollution #มลพิษทางอากาศ #PM2.5 #PM10 #ไนโตรเจนไดออกไซด์ #คาร์บอนมอนอกไซด์ #โอโซน #แอมโมเนีย #ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ #ฝุ่นละอองขนาดเล็ก