Оценка применения данных спутникового мониторинга для получения информации о качестве воздуха в Красноярске

Красноярск является региональным центром Красноярского края с населением более 1 миллиона человек. Город активно развивается и на данный момент имеет площадь примерно 350 км2.Красноярск и его окрестности имеют уникальный рельеф. С юга и запада город окружен лесами и холмистая местностью, с севера и востока рельеф преимущественно равнинный, незамерзающая в зимний период река Енисей делит город примерно пополам. Как и все крупные города, Красноярск подвержен негативному влиянию на экологическую обстановку. Автотранспорт, частный сектор, ТЭЦ, крупные предприятия металлургической, машиностроительной и химической промышленности, всё это вносит большое количество выбросов в атмосферу и негативно сказывается на качестве окружающего воздуха.
Качество воздуха определяется совокупностью различных физических, химических и биологических свойств. Одним из основных параметров оценки качества атмосферного воздуха, является концентрация малых газовых составляющих (МГС). К малым газовым составляющим атмосферы относят метан, окись углерода, диоксид азота и др. Помимо МГС в воздухе присутствуют аэрозоли или взвешенные в воздухе твердые частицы (PM). PM естественного или антропогенного происхождения и повышенные концентрации МГС оказывают существенное влияние на климат, окружающую среду и здоровье человека.
Наземные станции мониторинга качества воздуха показывают важную пространственную и временную информацию о концентрации PM и МГС в атмосфере. Хотя сети станций в городе насчитывает десятки постов наблюдения, точечные измерения не дают информации о пространственных характеристиках и распределении PM по городским районам, представляющим интерес, а так-же не показывают влияние атмосферы города на окрестные территории и влияние внешних факторов, которые могут оказывать влияние на загрязнение в городе.
Эти недостатки можно компенсировать при помощи средств спутникового мониторинга, с помощью которого можно оценить качество воздуха. Данные спутникового мониторинга предоставляют ежедневные данные о концентрациях вредных примесей в атмосфере.
Для того, чтобы оценить насколько данные спутникового мониторинга сопоставимы с наземными данными был проведён корреляционный анализ для данных по PM2.5 и диоксиде азота (NO2). Для оценки величины корреляций по данным PM были взяты данные по PM2.5 с наземных постов мониторинга и данные продукта MAIAC, предоставляющие данные по аэрозольной оптической толщине атмосферы. Используя формулу, включающую атмосферные параметры и гироскопические свойства аэрозоля был вычислен коэффициент корреляции между рядами данных равный R = 0,93.
Данные по наземным концентрациям диоксида азота брались с региональных постов мониторинга, а в качестве спутниковой информации использовался продукт OMNO2d. Сравнение полученных рядов данных показало, что корреляция между ними составляет R = 0,63.
На основании полученных расчётов можно сделать вывод, что данные спутникового мониторинга можно использовать для оценки экологической обстановки в Красноярске.