Возможности использования данных ИСЗ Landsat и MODIS для улучшения точности оценок риска здоровью населения от индустриального загрязнения воздуха

Предлагается систематическое привлечение космических данных к оценке риска для здоровья населения. Оно пока мало используется в мировой практике, несмотря на обилие космических данных о Земле и широкое использование оценки риска во всем мире. В данной работе рассматривается привлечение контекстно-зависимых космических данных под конкретные проекты по оценке риска. Данная работа нацелена на локальные риски от отдельного предприятия, промузла или в масштабе города - с пространственным разрешением сотни метров или лучше. Это отличает ее, например, от работ по определению концентрации аэрозолей по космическим данным с целью определения их влияния на здоровье, которые имеют дело с пространственным разрешением в десятки километров.
Рассматривается оценка риска с помощью моделирования концентраций загрязнителей в воздухе на основе модели рассеяния выброса AERMOD. Исходные данные для оценки риска – параметры источника загрязнений, метеорологические параметры, параметры земной поверхности вокруг источника, параметры экспозиции населения. В качестве расширения модели рассмотрены 2 основных типа космических данных: прямое наблюдение шлейфа загрязнений от источника выбросов и наблюдение характеристик окружающей источник местности (по возможности, с учетом сезонной изменчивости). В первом варианте космические данные используются совместно с известным спектром загрязнителей, выбрасываемых источником, так как прямое наблюдение наиболее опасных загрязнителей, как правило, невозможно ввиду их низкой концентрации, и выводы о них приходится делать по менее опасным, но более обильным и поэтому наблюдаемым загрязнителям. Целью применения космических данных является уточнение параметров источника (объем, температура, скорость газовоздушной смеси), которые влияют на высоту подъема шлейфа. Эта высота является наиболее критическим параметром, определяющим приземные концентрации загрязнителей и связанный с ними риск, поэтому ее уточнение должно существенно улучшить оценки риска.
Второй вариант применим как к источникам с наблюдаемым шлейфом, так и к источникам с ненаблюдаемым (почти прозрачным) шлейфом загрязнений. Целью его является уточнение таких параметров местности, как альбедо, влажность, шероховатость поверхности, которые в модели AERMOD существенно сказываются на интенсивности рассеяния выброса, а через это – на приземных концентрациях и риске для здоровья. Здесь предполагается как прямое определение этих параметров по космическим данным, так и использование стандартных значений этих параметров, разработанных для модели AERMOD и зависящих от типов и расположения наземных объектов. Роль космических наблюдений в последнем случае – дать классификацию поверхности вокруг источника загрязнений по необходимым категориям объектов.
Главный результат работы – количественная оценка того, насколько космические данные позволяют уточнить оценку риска сравнительно с обычно применяемыми в AERMOD стандартными значениями. Мы ориентируемся на космические данные, доступные для любого расположения индустрии и, по возможности, для любых сезонов, причем желательно бесплатные. Поэтому в данной работе внимание сосредоточено в основном на данных ИСЗ Landsat. Также рассмотрена возможность использования данных ИСЗ MODIS, но она ограниченна ввиду того, что разрешение этих данных – в лучшем случае 250 м, а по большинству наиболее важных параметров – 1 км.
Работа поддержана МОН РФ, задание 2014/601.