NASA任务研究埃塞俄比亚上空空气污染

一个由NASA资助的空气污染监测网络提供了迄今为止最详细的长期观测之一，揭示了黑碳（由火灾、柴油车辆和其他燃烧源产生的烟尘）在埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴的作用。详细测量显示污染如何随一天中的时间和季节变化，包括与高峰时段交通和节日庆祝相关的增加。这些发现与世界各地城市相关，包括美国城市。

在一篇发表在《ES&T: Air》上的新论文中，科学家分析了2022年至2025年间在亚的斯亚贝巴各地收集的数据，这些数据来自NASA的多角度气溶胶成像仪（MAIA）项目部署的10个空气质量监测站点。

这项研究正值埃塞俄比亚采取措施改善空气质量之际。2024年，该国成为世界上第一个禁止进口内燃机车辆的国家，而城市也在增加自行车道和电动汽车基础设施。MAIA项目的测量为研究人员提供了了解亚的斯亚贝巴持续增长和发展过程中空气质量如何随时间变化的基线。

该研究聚焦于直径小于等于2.5微米的颗粒物，也称为PM2.5。论文中引用的《2025年全球空气状况报告》估计，暴露于PM2.5与全球每年约490万例死亡相关。在众多PM2.5种类中，黑碳因其对人类健康的潜在影响而受到研究。

论文发现，亚的斯亚贝巴三年平均PM2.5浓度为每立方米30微克，是美国环境保护局基于健康的年度PM2.5标准水平的三倍多。新论文引用了MAIA地面传感器的数据，表明亚的斯亚贝巴的平均黑碳水平大约是该任务监测的三个美国大都市区测量水平的四到九倍。

“据我们所知，这是埃塞俄比亚首次对连续PM2.5和黑碳测量进行的长期、多站点研究，”论文合著者、NASA喷气推进实验室（JPL）MAIA项目副首席研究员Sina Hasheminassab说。“许多快速发展的城市缺乏长期监测，因此这些测量为理解污染如何随空间和时间变化提供了重要基线。”

PM2.5的组成和来源在不同城市之间可能有很大差异，取决于当地地理、交通、工业等。例如，沙漠城市可能有更多灰尘，而靠近燃煤电厂的城市可能硫酸盐浓度更高。世界许多地区的长期地面测量仍然有限。

NASA正在支持MAIA在全球十几个大都市区的空气污染研究，包括美国的三个：洛杉矶、亚特兰大和波士顿。该任务包括一个已经运行的地面传感器网络以及一个空间天文台，后者使用由JPL制造的相机，将由意大利航天局（ASI）在ASI卫星上发射，不早于2027年底。

该相机旨在根据PM2.5气溶胶反射光的方式识别不同类型，从而能够绘制任务研究的每个城市上空的颗粒物浓度图。相机安装在万向架上，使用JPL首创的技术从多个角度捕获数据，使颗粒在表面背景中更加突出，提供有关其形状和尺寸的宝贵信息。

MAIA任务是NASA首个将公共卫生研究人员纳入太空任务团队的项目。这些研究人员将使用MAIA的PM2.5浓度图以及健康数据，研究不同颗粒类型与健康结果之间的潜在关系。通过更好地理解颗粒物污染，研究人员有可能推进空气质量的研究和管理方式。

“这篇论文展示了空气传感器数据本身的宝贵性，但将传感器网络和卫星观测结合起来将改变游戏规则，”论文第一作者Kyan Shlipak说，他在JPL实习期间参与了这项研究。

追踪黑碳

大亚的斯亚贝巴市区拥有近600万人口，根据联合国预测，到2050年这一数字预计将超过1000万。

“这是一个拥有许多国际社区的国际大都市，”亚的斯亚贝巴大学的Araya Asfaw说，他是论文合著者，也是MAIA项目在埃塞俄比亚的首席合作者。“把它想象成非洲版的布鲁塞尔，欧盟总部所在地。”

“即使在夜间交通减少时，你也能看到燃烧木炭和其他燃料产生的高排放，”Asfaw说。

MAIA传感器网络在亚的斯亚贝巴的两个涉及篝火的主要节日期间检测到黑碳增加，并能够区分来自火灾的颗粒和来自化石燃料燃烧的颗粒。这些发现表明，详细测量如何帮助研究人员识别不同来源的颗粒物，并更好地了解城市内空气质量如何随时间和空间变化。

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