NASA AI laat zien dat zwavel in scheepsbrandstof de luchtvervuiling op zee vermindert

Een vermindering van zwavel in scheepsbrandstof verminderde de luchtvervuiling op zee tot het laagste niveau van deze eeuw in 2020, volgens een AI-model gebouwd door NASA. De COVID-19-pandemie heeft ook hier natuurlijk geholpen.

A regeren twee jaar geleden werd de door de International Marine Organization (IMO) vastgestelde beperking van het zwavelgehalte in stookolie voor schepen die buiten emissiecontrolegebieden varen, van kracht. De beperking zou de uitstoot van zwaveloxide met 77 procent verminderen, wat overeenkomt met 8.5 miljoen ton. Het schadelijke gas verhoogt het risico op zure regen en kan ademhalings-, cardiovasculaire en longaandoeningen veroorzaken. 

Nu blijkt uit een onderzoek van NASA dat het IMO 2020-beleid – en de verminderde verkeersdrukte tijdens de vroege stadia van de COVID-19-pandemie – de luchtvervuiling in de scheepvaart tot het laagste niveau heeft gebracht sinds het traceren bijna 20 jaar geleden begon. Onderzoekers hebben een AI-model gemaakt om scheepvaartsporen te identificeren in 17 jaar aan afbeeldingen gemaakt door het Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer-instrument (MODIS) aan boord van NASA's Earth-observation Aqua-satelliet van 2003 tot 2020.

"Zonder dit soort complete en grootschalige bemonstering van scheepssporen, kunnen we dit probleem niet beginnen te begrijpen", zegt Tianle Yuan, een atmosferische wetenschapper bij NASA's Goddard Space Flight Center en de University of Maryland, zei Dinsdag. De resultaten van de studie waren onlangs gepubliceerde in Wetenschap. 

De afbeeldingen onthulden wat het model aanvankelijk als "abnormale wolkenlijnen" detecteerde. Deze wolken worden gevormd wanneer vervuilende aerosolen die door schepen worden uitgestoten, zich vermengen met waterdamp. De geconcentreerde druppeltjes verstrooien meer licht en zien er helderder uit dan andere soorten wolken op zee, die grotere zoutdeeltjes bevatten.

Het model hielp onderzoekers zich te realiseren dat schepen in 2020 minder luchtvervuiling begonnen te veroorzaken, toen het zwavelgehalte in brandstof werd beperkt.

"De dichtheid van de scheepssporen neemt sterk af in elke gedetecteerde grote scheepvaartroute in vergelijking met klimatologie en bereikt recorddieptes in het bijna 20-jarige gegevensrecord", stelt de krant.

“Behalve de trans-Pacific en trans-Noord-Atlantische scheepvaartroutes, zijn andere vaarroutes niet meer waarneembaar. De jaargemiddelde scheepsspoordichtheid neemt af met 50 procent of meer in vijf belangrijke scheepvaartroutes in vergelijking met het klimatologische gemiddelde. De daling is zelfs nog sterker in vergelijking met 2019.”

Het wereldwijde scheepvaartverkeer daalde een paar maanden met 1.4 procent tijdens de COVID-19-pandemie en bleef laag in 2021, hoewel die minder schepen geen verklaring gaven voor de grote daling in gedetecteerde scheepvaartroutes. De onderzoekers denken dat de IMO 2020-brandstofregelgeving een grotere impact heeft gehad op het verminderen van luchtvervuiling.

Ze slaagden er ook in om populaire scheepvaartroutes door Azië en Amerika op verschillende tijdstippen te traceren, zoals de daling van de wereldhandel na de financiële crisis van 2008. Er waren nog twee andere dalingen in het scheepvaartverkeer in Azië tussen 2014 en 2016, toen China minder hulpbronnen importeerde en exporteerde. 

"Scheepsporen zijn geweldige natuurlijke laboratoria voor het bestuderen van de interactie tussen aerosolen en lage wolken, en hoe dat van invloed is op de hoeveelheid straling die de aarde ontvangt en terugkaatst naar de ruimte", zei Yuan. "Dat is een belangrijke onzekerheid waarmee we worden geconfronteerd in termen van wat het klimaat op dit moment drijft." ®