La UPC participa en una campanya per estudiar la contaminació atmosfèrica al Mediterrani
El grup de recerca en teledetecció RSLAB (Remote Sensing Lab) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) participa en la campanya de mesurament de les partícules atmosfèriques a la conca occidental del Mediterràneo, que es realitza des del 10 de juny fins al 5 de juliol, en el marc del projecte internacional ChArMEx (Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment), l’objectiu del qual és conèixer millor la interacció entre la contaminació atmosfèrica i el clima.
La qualitat de l’aire a tot el Mediterrani i en particular a les illes es deteriora i té conseqüències sobre la salut de les persones i sobre el clima. El mar Mediterrani és un laboratori natural que permet estudiar l’efecte de l’escalfament climàtic i validar la predicció de la qualitat de l’aire en gran part d’Europa. I és que en aquesta conca s’hi acumulen partícules atmosfèriques i aerosols procedents d’Europa i del nord de l’Àfrica, especialment a l’estiu, quan els pics de contaminació i les intrusions de pols mineral procedents del desert del Sàhara són més freqüents.
Per estudiar millor com es produeix aquest fenomen a la zona occidental nord del Mediterrani, el grup de recerca en teledetecció RSLAB (Remote Sensing Lab) de la Universitat Politècnica de Catalunya • BarcelonaTech (UPC) participa aquest estiu en la campanya de mesures de partícules atmosfèriques, a través de diverses tècniques, des de Barcelona i des de Menorca. Aquestes mesures es realitzen en el marc del projecte Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment (ChArMEx), que estudia la interacció entre la contaminació atmosfèrica i el clima.
En aquesta interacció es podria trobar l’origen de la degradació de les condicions meteorològiques (més càlides i seques) i del deteriorament de la qualitat de l’aire que es donen a la conca mediterrània, especialment a l’estiu. El projecte està coordinat pel Laboratori de Ciències del Clima i del Medi Ambient (LSCE), un centre d’investigació de l’Agència Nuclear Francesa (CEA); l’Agència d’Investigació Nacional Francesa (CNRS) i la Universitat de Versailles Saint-Quentin (UVSQ) de França.
Unes 150 persones, procedents d’una trentena d’entitats, majoritàriament d’Espanya, França i Itàlia, i també d’Alemanya, Algèria, Xipre, Grècia, Itàlia, Malta, el Marroc i Turquia, investiguen sobre les partícules de la conca mediterrània per elaborar l’inventari més complet de les espècies químiques presents a l’atmosfera, i estudien les seves transformacions al llarg del transport de les masses d’aire, així com els seus impactes sobre el clima regional.
A més de l’RSLab de la UPC, participen en el projecte el Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS); el Centre d’Investigacions Energètiques, Mediambientals i Tecnològiques (CIEMAT) del Ministeri d’Economia i Competitivitat; l’Institut de Diagnosi Ambiental i Estudis de l’Aigua (IDAEA) i l’Institut Mediterrani d’Estudis Avançats, (IMEDEA) —, tots dos del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC)—; la Conselleria de Medi Ambient del Govern Balear; l’empresa Endesa; la Universitat de Granada, la Universitat de les Illes Balears i la Universitat Miguel Hernández, d’Elx.
El grup de recerca RSLab, situat al Campus Nord de la UPC, a Barcelona, és el responsable de la campanya de mesures que es realitza, des del 10 de juny al 5 de juliol, a la capital catalana i a Menorca, coordinada pel professor per Michaël Sicard, del Departament de Teoria de la Senyal i Comunicacions de la UPC a Barcelona, i pel professor François Dulac, de l’LSCE de França i coordinador del projecte ChArMEx. L’RSLab aporta sistemes lidar atmosfèrics, que utilitzen una tècnica de sondeig vertical de l’atmosfera per detectar partícules en suspensió. Aquesta tècnica es basa en el mateix principi que utilitzen els sistemes radar per mesurar remotament, però en aquest cas utilitzant freqüències òptiques, a partir de l’emissió d’un làser.
Aquesta fase de la campanya de mesures consistirà en el llançament de globus des de l’Aeròdrom de Sant Lluís (Menorca); mesures de teledetecció amb multinstrumentació al Cap d’en Font (Menorca), i de teledetecció al Campus Nord de la UPC (Barcelona). La campanya després hi continuarà a Mallorca, fins al 9 d’agost.
Des del Campus Nord de la UPC s’utilitzen dos sistemes lidar per al sondeig vertical de l’atmosfera: un automàtic amb 2 canals d’adquisició que funciona en règim continu les 24 hores del dia i un altre, amb 6 canals d’adquisició, que funciona a demanda per per a mesures concretes i que requereix d’un operador. Els dos sistemes permeten donar una estimació de la intensitat i de l’origen de la contaminació, i determinar l’altura dels ‘plomalls’ (és a dir, dels pics més alts) que formen les partícules detectades i disperses en l’atsmofera).
Aquesta informació s’actualitza en temps real en un servidor d’Internet que aporta dades per la resta de grups involucrats en el projecte i que participen també en la campanya de mesuraments d’aquest estiu a Menorca. A l’Aeròdrom de Sant Lluís de l’illa, la UPC, l’Agència Espacial Francesa (CNES), la CEA, el CNRS i la Universitat Paul Sabatier (UPS), de Tolosa, han instal·lat una estació de llançament de globus amb instrumentació per realitzar el seguiment dels plomalls de contaminació, i una estació d’instruments de teledetecció al Cap d’en Font. Aquesta estació està equipada amb un altre lidar, fotòmetres solars, comptadors de partícules i mesuradors de les propietats òptiques de les partícules.
Una de les innovacions del projecte, respecte a la campanya realitzada l’any anterior, és el desplegament conjunt de globus instrumentats. Des de Menorca es llancen dos tipus de globus amb una pressió concreta. Aquests globus mesuren tant la concentració d’ozó com el nombre de partícules. Un d’ells deriva amb el vent i llavors viatja a la mateixa altura i amb la mateixa velocitat que els aerosols, per seguir la seva evolució durant la seva trajectòria per l’atmosfera, mentre que l’altre puja per la columna atmosfèrica fins a més de 30 quilòmetres, proporcionat així un perfil vertical de la contaminació.
En aquesta recollida de dades s’utilitzen també avions amb instrumentació a bord per recollir mostres in situ a diferents altures dels aerosols i contaminants, que s’uneixen als diversos tipus de sistemes de teledetecció que permetran conèixer les propietats òptiques dels aerosols i contaminants, així com la seva distribució vertical en l’ambient.
Els globus serveixen de guia als avions, amb l’objectiu d’analitzar les mateixes masses d’aire en diverses etapes del seu transport. Aquests globus permetran per primera vegada seguir l’evolució de la concentració d’ozó i del nombre de partícules en diferents classes de mida, al llarg de la seva trajectòria a través de centenars de quilòmetres. Es tracta d’un mètode particularment potent per detectar la formació d’ozó i / o la sedimentació de partícules naturals, com ho són les partícules de pols procedents del Sàhara, i confrontar-los a la previsió de models de transport.
El Mediterrani, laboratori climàtic d’Europa
En marxa des del 2010, ChArMEx, que forma part del programa internacional Mediterranean Integrated Studies At Regional and Loacal Scales (MISTRALS), va realitzar una primera campanya de mesures durant els mesos de juny i juliol de 2012, en què va participar el grup RSLab de la UPC, així com d’altres equips espanyols. La campanya que té lloc ara, d’un abast sense precedents al Mediterrani occidental nord, permetrà adquirir noves dades, en particular sobre llocs amb poca instrumentació, com són les illes mediterrànies, molt afectadaes per l’acumulació de contaminants a l’estiu. Gràcies a l’ús de globus, avions i tecnologies avançades, es podran obtenir, per primera vegada en el marc del projecte, mesures més enllà del continent en llocs més remots, com són les Illes Balears, Còrsega o Lampedusa (Itàlia). Aquests resultats contribuiran a millorar la representació dels processos químics i dinàmics de les partícules en els models de climatologia i de qualitat de l’aire.
El Mediterrani és un receptacle de tota mena de contaminació, tant d’origen humà com natural. Per una banda, rep contaminants des dels continents que envolten la conca, especialment des del nord i a través dels grans valls i dels rius com el Roine o el Po, o directament des dels grans complexos industrials portuaris, com són els de Barcelona, Marsella, Gènova, Alger o Sfax. Per un altre, des del centre del Sàhara rep partícules en forma de gegantins plomalls de pols desèrtic.
Tots aquests tipus de contaminació convergeixen a la conca que actua com un immens reactor químic. Sota l’efecte del clima mediterrani, càlid, assolellat i sec, aquesta contaminació evoluciona: noves espècies químiques apareixen, mentre que d’altres es transformen o desapareixen. Una part d’aquesta contaminació com la formació d’ozó o de pols ultra fi, pot causar trastorns respiratoris i cardiovasculars. També pot modificar el clima i va provocar fins i tot més sequedat.♦
