Спутник Sentinel-4 впервые показывает загрязняющие воздух вещества

Новая миссия Copernicus Sentinel-4 предоставила первые снимки, на которых видны концентрации атмосферных загрязнителей: диоксида азота, диоксида серы и озона.

Хотя эти снимки носят предварительный характер, они знаменуют собой важнейший этап в развитии возможностей Европы по мониторингу качества воздуха — теперь это можно делать с геостационарной орбиты, на высоте 36 000 километров над Землёй.

Запущенный в июле 2025 года спектрометр Sentinel‑4 (диапазоны: ультрафиолет – видимый свет – ближний инфракрасный) размещён на первом спутнике серии Meteosat Third Generation Sounder (изображение выше).

Такая двойная миссия позволяет эффективно использовать спутник, объединяя на одной платформе возможности метеорологического мониторинга и наблюдения за составом атмосферы.

В настоящее время спектрометр Sentinel‑4 всё ещё находится на этапе ввода в эксплуатацию перед началом штатной работы — поэтому представленные ниже первые снимки дают лишь предварительное представление о том, что ждёт нас в будущем.

Sentinel‑4 измеряет солнечный свет, отражённый от поверхности Земли и атмосферы, выделяя спектральные сигнатуры («отпечатки пальцев») малых газовых примесей и аэрозолей, присутствующих в атмосфере.

В отличие от других спутников, которые движутся по полярной орбите на меньшей высоте, Sentinel‑4 работает на геостационарной орбите, непрерывно наблюдая один и тот же регион — Европу и Северную Африку — с фиксированной позиции.
С этой выгодной точки Sentinel‑4 может сканировать один и тот же регион каждый час, предоставляя почти оперативные данные о ключевых составляющих атмосферы.

Учёный-консультант миссии Sentinel-4 Европейского космического агентства Бен Вейгельманн сказал: "Sentinel-4 станет первой европейской миссией, обеспечивающей почасовые наблюдения за качеством воздуха. За счёт фиксации быстрых изменений уровня загрязнения Sentinel-4 произведёт революцию в мониторинге и прогнозировании качества воздуха над Европой".

После запуска инструмент будет регулярно составлять карты концентраций диоксида азота, диоксида серы, озона, формальдегида, гликоля и аэрозолей. Эти данные будут поступать в Службу мониторинга атмосферы программы "Коперник".
Тем временем миссия уже представила несколько предварительных изображений, основанных исключительно на первых замерах, полученных 8 октября.

Руководитель проекта Sentinel-4 Европейского космического агентства Дидье Мартин заявил: "Мы чрезвычайно рады видеть эти первые предварительные результаты, и мои благодарности адресованы всем участникам миссии.

Во-первых, и возможно наиболее важно, они подтверждают, что Sentinel-4 функционирует исправно, калибровка и цепочки обработки данных идут по плану. Это означает, что он уверенно движется к статусу первой европейской миссии, посвящённой обеспечению почасовых измерений концентрации загрязнителей воздуха по всему континенту".

Первое изображение демонстрирует наличие тропосферного диоксида азота с ясно различимыми очагами загрязнения вдоль средиземноморского побережья и над итальянским районом реки По.

Следует отметить, что Sentinel-4 не может измерять уровень диоксида азота над областями, покрытыми облаками, именно поэтому концентрация на изображении отсутствует в определённых регионах карты. Изображение справа отображает облачность на момент съёмки.

Будучи основным загрязнителем воздуха, выделяемым при сгорании ископаемого топлива, например, в двигателях автомобилей, электростанциях и системах отопления, концентрации диоксида азота могут быстро меняться. Сам по себе этот газ токсичен, однако он также способствует образованию вторичных загрязнителей, таких как озон и твёрдые частицы, оба из которых оказывают серьёзное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.

Это изображение было обработано с участием Института физики окружающей среды Бременского университета и Немецкого центра авиации и космонавтики.
Будучи основным загрязнителем воздуха, выделяемым при сгорании ископаемого топлива, например, в двигателях автомобилей, электростанциях и системах отопления, концентрации диоксида азота могут быстро меняться. Сам по себе этот газ токсичен, однако он также способствует образованию вторичных загрязнителей, таких как озон и твёрдые частицы, оба из которых оказывают серьёзное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.

Это изображение было обработано с участием Института физики окружающей среды Бременского университета и Немецкого центра авиации и космонавтики.

На этом втором изображении представлена вертикальная столбцовая плотность диоксида серы. отчётливо виден шлейф, исходящий из вулкана Этна (Италия) и смещающийся в юго‑восточном направлении над морем. Хотя в настоящее время Этна относительно спокойна, во время периодов усиленной вулканической активности обычно наблюдаются значительно более крупные шлейфы.

Помимо естественных выбросов из вулканов, диоксид серы поступает в атмосферу и в результате деятельности человека — в частности, от судов, сжигающих высокосернистое топливо, и электростанций, работающих на буром угле. Диоксид серы сам по себе токсичен и способствует образованию вторичных загрязнителей, таких как твёрдые частицы (взвешенные вещества), которые представляют серьёзную угрозу для здоровья людей и окружающей среды.

Изображение обработано при участии Королевского бельгийского института космической аэрономии и Немецкого аэрокосмического центра.

На третьем изображении показана вертикальная столбцовая концентрация озона. Если озон в верхних слоях стратосферы играет важнейшую роль, защищая жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения, то озон в нижних слоях атмосферы выступает как загрязнитель, ухудшающий качество воздуха и провоцирующий проблемы с дыханием.

Общий уровень озона на снимке находится в пределах ожидаемого диапазона. Крупномасштабное распределение — с максимумом над Балканами и Грецией и минимумом над регионом Балтийского моря — согласуется с данными, полученными в тот же день с помощью ранее используемых приборов, таких как GOME‑2 на спутниках MetOp и Tropomi на спутнике Sentinel‑5 Precursor.

Изображение обработано при участии Немецкого аэрокосмического центра.

Последнее изображение, на котором представлены Европа и часть Северной Африки, создано на основе первых спектров излучения Земли, измеренных спутником Sentinel‑4. Данные обработаны в условных цветах: измерениям присвоены каналы красного, зелёного и синего, благодаря чему на снимке корректно отображены суша, океан и облака.

Симонетта Чели, директор программ наблюдения Земли ЕКА, заявила:
«Мы очень гордимся тем, что участвуем в этой важной миссии совместно с нашими ключевыми партнёрами — Европейской комиссией и Eumetsat, а также с нашими профессиональными промышленными командами. Это в полной мере демонстрирует силу сотрудничества.

Миссия пока находится на этапе ввода в эксплуатацию, но эти первые результаты ясно показывают: всё работает исправно. Первоначальные снимки вселяют большой оптимизм.

Теперь мы с нетерпением ожидаем, когда Copernicus Sentinel‑4 полностью вступит в строй в ближайшие месяцы, и хотим увидеть, как его данные улучшат оценку качества воздуха и обеспечат критически важную информацию для прогнозирования загрязнения».

Источник: Европейское космическое агентство (ЕКА)