本月早些時候，美國東海岸的人們經歷了在西部相對頻繁發生的事情：濃密的野火煙霧點亮的恐怖橙色天空。在 95 號州際公路沿線，他們做出了回應，提出了許多重要問題：我居住的地方空氣質量有多差？我可以在戶外鍛鍊嗎？煙霧什麼時候會消失？
許多美國人，尤其是整個易發生野火的西海岸——氣候變化正在使火災變得更糟——對這些問題都太熟悉了，並從AirNow 空氣質量指數等煙霧追蹤工具中尋求答案。但是，這些工具的質量僅取決於輸入其中的資料。目前，該指數基於由州和地方環保機構執行的 1,000 多個監測站的廣泛網路。
這聽起來可能很多，但這些監測站中的每一個都僅測量空間和時間中單個點的空氣質量。美國本土 48 個州橫跨超過 300 萬平方英里，監測站之間留下了很多空氣。
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新一代天基衛星正在捕捉煙霧影像，並以前所未有的覆蓋範圍測量地球空氣中的汙染物，地面監測站無法企及。到目前為止，這些衛星大多每天繞地球執行一到兩次，在每次飛越時在下午早些時候拍攝地球上每個位置的快照。今年四月，美國國家航空航天局發射了 TEMPO，這是第一顆空氣質量觀測衛星，它將隨著地球自轉保持在美國上空的固定位置，使其能夠在所有白天時間拍攝地球空氣的照片。TEMPO 加入了地球靜止軌道環境觀測衛星 GOES-R，該衛星持續記錄美國從東海岸到西海岸的天氣、煙霧和塵埃。本月，GOES 影像追蹤了加拿大野火煙霧，因為它從魁北克省流向美國東海岸，並受到新斯科舍省上空停滯的低壓系統的驅動。
科學家們正在努力工作，將來自衛星和地面監測站的資訊結合起來，以便在美國各地提供相關且及時的空氣質量資訊。這兩種煙霧監測工具都不是完美的，但每種工具都為理解野火對美國空氣質量的影響貢獻了有價值的資訊。地面監測站直接測量我們在呼吸的“鼻子高度”的煙羽中的有害汙染物。衛星填補了監測站之間的大空間間隙，為美國各地的每個人提供空氣質量資訊，即使是那些遠離監測站的人。衛星還提供有關火災位置和上風汙染的關鍵資訊，這些資訊是預測煙霧走向以及汙染程度所必需的。
調查顯示，人們在煙霧事件期間會採取行動以避免接觸汙染。有時，這意味著疏散受汙染區域。更多時候，人們決定待在室內或戴口罩以減少接觸。就像天氣預報一樣，空氣汙染預測為公眾提供可操作的資訊。由於野火煙霧與呼吸系統和心血管疾病以及其他疾病有關，因此準確及時的煙霧預報實際上可以挽救生命。
用衛星觀測補充地面監測站可以為空氣質量警報提供更詳細的資料，從而為人們提供更好的資訊來保護自己。正如我們的研究表明，人們採取行動減少在空氣汙染事件（包括野火引起的空氣汙染事件）期間的暴露，每年可以在全國範圍內避免近 3,000 例過早死亡。這僅僅是衛星空氣質量資料在保護公眾健康方面的用途的冰山一角。例如，在我們自己的研究中，我們已經使用衛星資料追蹤了空氣汙染差距、空氣汙染源和空氣質量隨時間的變化。
儘管衛星資料記錄在填補監測站之間的空間差距方面增加了巨大的價值，但不能保證衛星資料記錄會持續下去。衛星會老化、失修，並隨著時間的推移而退役。新型 TEMPO 衛星的主要任務只有 20 個月長。儘管科學家們希望它能在未來幾年繼續工作，但必須提前數年規劃衛星，以確保拯救生命的資料記錄在當前執行的任務之後繼續存在。
幸運的是，美國國家海洋和大氣管理局正在規劃一項新的衛星任務 GeoXO，以接替 TEMPO 並提供美國各地每小時的空氣質量測量。不可避免的是，GeoXO 面臨著一系列技術、政治和預算決策，這些決策將決定其未來。是的，衛星很昂貴。GeoXO 的整個專案生命週期成本為 196 億美元。但我們的研究表明，透過為人們配備高質量的空氣汙染警報而減少的死亡率和疾病，其價值可能超過每年 100 億美元。在衛星的預期壽命內，健康效益遠遠超過成本。隨著我們本月經歷的煙霧水平在氣候變化下變得更加普遍，健康節省也可能會增加。
高質量、空間完整的空氣質量資訊有助於人們在煙霧事件期間保護自己。考慮到由此產生的公共健康益處，GeoXO 和其他地球觀測衛星是一筆劃算的買賣。
這是一篇觀點和分析文章，作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。