きれいな空気は健康的な生活に不可欠ですが、世界保健機関（WHO）によると、世界人口のほぼ99%が、大気汚染のガイドライン限度を超える空気を吸っています。「大気質とは、微粒子やガス状汚染物質など、空気中にどれだけの物質が含まれているかを示す指標です」と、NASAエイムズ研究センターの研究科学者であるクリスティーナ・ピストーネ氏は述べています。ピストーネ氏の研究は、大気と気候の両方の分野に及び、大気中の粒子が気候や雲に与える影響に焦点を当てています。「大気質を理解することは、健康や生活の質、日々の活動に影響を与えるため重要です」とピストーネ氏は述べています。私たちはピストーネ氏に話を聞き、大気質とそれが人間の健康と環境に及ぼす顕著な影響について詳しく学びました。
大気質を構成する要素は何ですか？
米国環境保護庁（EPA）が規制する主な大気汚染物質は、粒子状物質（PM）、窒素酸化物、オゾン、硫黄酸化物、一酸化炭素、鉛の6種類です。これらの汚染物質は、火災や砂漠の砂塵から大気中に舞い上がる粒子状物質のような自然発生源、あるいは自動車の排気ガスが太陽光と反応して生成されるオゾンのような人間活動に由来します。
大気質の重要性とは？
大気質は健康と生活の質に影響を与える。「水を飲む必要があるのと同じように、空気を吸う必要がある」とピストーネ氏は述べた。「私たちは生きるために、そして健康を維持するためにきれいな水が必要だと理解しているからこそ、きれいな水を当然のように求めるようになった。空気についても同じように考えるべきだ。」
大気汚染は、人間の心血管系および呼吸器系への影響と関連付けられています。例えば、二酸化窒素（NO2）への短期的な曝露は、咳や喘鳴などの呼吸器症状を引き起こす可能性があり、長期的な曝露は、喘息や呼吸器感染症などの呼吸器疾患を発症するリスクを高めます。オゾンへの曝露は、肺を悪化させ、気道を損傷する可能性があります。PM2.5（2.5マイクロメートル以下の微粒子）への曝露は、肺の炎症を引き起こし、心臓病や肺疾患との関連が指摘されています。
大気汚染は人間の健康に悪影響を及ぼすだけでなく、環境にも深刻なダメージを与え、酸性化や富栄養化によって水質を汚染する。これらの現象は植物を枯らし、土壌の栄養分を枯渇させ、動物にも害を及ぼす。
大気質の測定：大気質指数（AQI）
大気質は天気と同じように、数時間のうちに急激に変化することがあります。大気質の測定と報告には、米国環境保護庁（EPA）が米国大気質指数（AQI）を使用しています。AQIは、6つの主要な大気汚染物質それぞれを「良好」から「危険」までの尺度で測定し、0～500の数値で算出されます。
「通常、大気質について話すときは、大気中には人間が常に吸い込むには良くない物質があることを言っているのです」とピストーネ氏は述べた。「ですから、良い大気質を保つには、汚染物質の濃度を一定の閾値以下にする必要があります。」世界中の地域では、「良い」大気質の閾値が異なり、多くの場合、測定する汚染物質によって決まります。EPAのシステムでは、AQI値が50以下は良好、51～100は普通とされています。AQI値が100～150は敏感なグループにとって不健康、それ以上の値は誰にとっても不健康です。AQIが200に達すると健康警報が発令されます。300を超える値は危険とみなされ、山火事による粒子状物質汚染と関連付けられることが多いです。
NASAの大気質研究およびデータ製品
大気質センサーは、地域レベルで大気質データを収集するための貴重な手段である。
2022年、NASAエイムズ研究センターの微量ガスグループ（TGGR）は、汚染物質を調査するための安価なネットワークセンサー技術であるINSTEP（Inexpensive Network Sensor Technology for Exploring Pollution）を展開しました。これは、さまざまな汚染物質を測定する低コストの大気質センサーの新しいネットワークです。これらのセンサーは、カリフォルニア州、コロラド州、モンゴルの一部の地域で大気質データを収集しており、カリフォルニア州の山火事シーズン中の大気質監視に有効であることが証明されています。
2024年のアジア大気質航空機・衛星調査（ASIA-AQ）ミッションは、航空機、衛星、地上プラットフォームからのセンサーデータを統合し、アジアの複数の国における大気質を評価しました。NASAエイムズ大気科学部門の気象観測システム（MMS）など、これらの飛行で取得された複数の機器からのデータは、大気質モデルの改良に使用され、大気質の状況を予測および評価するために役立てられています。
NASAは組織全体で、大気質データを収集・報告するための地球観測衛星やその他の技術を幅広く保有しています。2023年には、北米上空の大気質と汚染を測定する「対流圏排出物：汚染監視（TEMPO）」ミッションを開始しました。NASAの「地球観測のための陸域・大気近リアルタイム機能（LANCE）」ツールは、観測後3時間以内に、NASAの多数の観測機器から収集された測定値を大気質予報官に提供します。
健全な空気環境を維持するためには、空気質データをリアルタイムで監視することが重要です。以下は、さまざまな空気質パラメータを測定できるセンサーです。
投稿日時：2024年12月4日