Nigeria Sotto Osservazione: 20 Anni di Aria Vista dallo Spazio (Grazie NASA!)

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante, un po’ diverso dal solito. Non andremo in un luogo fisico, ma sorvoleremo un intero paese, la Nigeria, per ben vent’anni, dal 2003 al 2023. Come? Grazie agli occhi instancabili dei satelliti della NASA e a una piattaforma pazzesca chiamata GIOVANNI. Il nostro obiettivo? Capire come è cambiata l’aria che si respira laggiù in questo lungo periodo. Perché, diciamocelo, l’aria che respiriamo è fondamentale. La stessa Organizzazione Mondiale della Sanità ci ricorda che la salute non è solo assenza di malattia, ma un benessere completo. E in Nigeria, un gigante africano con oltre 200 milioni di abitanti, l’aspettativa di vita non è altissima, e purtroppo molte malattie, soprattutto respiratorie, sono legate proprio alla qualità dell’aria.

Perché proprio la Nigeria? E perché guardare dal cielo?

La Nigeria è un paese complesso e vibrante: un’economia trainata da petrolio e gas ma anche da agricoltura e servizi, una popolazione immensa e diversissima, un clima che varia enormemente da sud a nord, influenzato dal deserto del Sahara e dall’Oceano Atlantico. Tutte queste attività umane (industrie, traffico, agricoltura, persino l’abitudine di bruciare rifiuti all’aperto) e i fattori naturali rilasciano nell’atmosfera un cocktail di sostanze. Volevamo capire le tendenze a lungo termine di questo cocktail.

Monitorare un paese così vasto da terra sarebbe un’impresa titanica e costosa. Ecco dove entrano in gioco i satelliti! Abbiamo usato i dati di due strumenti specifici: OMI (Ozone Monitoring Instrument) e AIRS (Atmospheric Infrared Sounder). Questi “occhi spaziali” misurano diversi parametri atmosferici, come temperature, umidità e le concentrazioni di vari gas inquinanti:

• Biossido di azoto (NO₂)
• Biossido di zolfo (SO₂)
• Monossido di carbonio (CO)
• Anidride carbonica (CO₂)
• Metano (CH₄)
• Formaldeide (HCHO)
• Ozono (O₃)
• Indice UV degli aerosol (una misura delle piccole particelle sospese nell’aria)

La piattaforma NASA GIOVANNI ci ha permesso di accedere a questa montagna di dati, visualizzarli e analizzarli. È uno strumento potentissimo, accessibile a tutti online, che permette di fare vere e proprie indagini scientifiche sull’ambiente.

Cosa abbiamo scoperto in questi 20 anni?

Beh, preparatevi, perché i risultati sono un mix interessante di alti e bassi, conferme e qualche sorpresa. Abbiamo analizzato i dati usando un po’ di statistica (medie, deviazioni, correlazioni, persino analisi cluster come i dendrogrammi, che sembrano alberi genealogici dei dati!) per scovare trend e relazioni nascoste.

Temperature e Umidità: Il Respiro del Clima

Come ci si poteva aspettare, le temperature e l’umidità hanno mostrato variazioni stagionali e differenze tra giorno e notte (l’umidità relativa, ad esempio, è più alta di notte). Questi dati sono fondamentali perché ci danno il polso del clima regionale e dei suoi cambiamenti, che influenzano tutto, dall’agricoltura alla salute.

I “Soliti Sospetti”: NO₂, SO₂, CO

Questi sono inquinanti classici, legati spesso a traffico, industrie e combustioni.
Il Biossido di azoto (NO₂) ha mostrato un andamento altalenante, con picchi in certi anni (come il 2004, 2013, 2016, 2021, 2022) e cali in altri (2009/2010 e 2023). Questo suggerisce cambiamenti nelle attività industriali o nel traffico, o forse nell’efficacia delle eventuali misure di controllo.
Il Biossido di zolfo (SO₂) ha avuto qualche picco isolato (2006, 2011), probabilmente legato a specifiche attività industriali. In generale, però, i livelli non sembrano esplodere, forse grazie a qualche misura di controllo delle emissioni.
Il Monossido di carbonio (CO), sia di giorno che di notte, ha mostrato una tendenza generale alla diminuzione dal 2003 al 2023. Questo è interessante! Potrebbe indicare processi di combustione più efficienti o, come suggerisce la chimica atmosferica, una sua conversione in CO₂ (che, come vedremo, è in aumento).

Gas Serra: CO₂ e Metano in Aumento

Qui arriva una nota dolente, ma non inaspettata. L’Anidride carbonica (CO₂) ha mostrato un trend costante di aumento tra il 2003 e il 2017 (periodo per cui avevamo dati completi da AIRS per questo specifico gas). Siamo passati da circa 374 ppm a oltre 401 ppm. Questo è un chiaro segnale del contributo antropico all’effetto serra e al cambiamento climatico, un fenomeno globale che si vede chiaramente anche qui.
Anche il Metano (CH₄), un altro potente gas serra, ha mostrato livelli in crescita sia di giorno che di notte lungo tutto il periodo 2003-2023. Le fonti possono essere diverse: agricoltura, allevamento, estrazione di combustibili fossili.

Ozono e Formaldeide: Complessità Chimica

L’Ozono (O₃) è un personaggio complesso. Quello nella stratosfera ci protegge dai raggi UV, ma quello a livello del suolo (troposferico), che abbiamo misurato, è un inquinante dannoso. I dati OMI mostrano fluttuazioni crescenti, mentre i dati AIRS (giorno/notte) mostrano anch’essi dinamiche ondulatorie. L’ozono si forma da reazioni chimiche che coinvolgono altri inquinanti (come NOₓ e VOCs) e la luce solare, quindi le sue variazioni riflettono questa complessa interazione.
La Formaldeide (HCHO) è un composto organico volatile (VOC) importante in queste reazioni. Anche i suoi livelli hanno mostrato variazioni, con un picco nel 2021, forse legato a un aumento delle combustioni (incendi, gas flaring?).

Aerosol: Quelle Particelle Sospese

L’indice UV degli aerosol (UVAI) ci dà un’idea di quante particelle (polvere, fumo, inquinanti solidi) ci sono nell’aria. Abbiamo visto fluttuazioni, con un picco notevole nel 2021. Un alto UVAI significa più particelle che possono assorbire o diffondere la luce solare, influenzando il clima e, naturalmente, la qualità dell’aria che respiriamo.

Mettere Insieme i Pezzi: La Chemometria

La parte forse più affascinante è stata usare tecniche come l’analisi di correlazione di Pearson e i dendrogrammi per vedere come tutti questi parametri interagiscono. È come risolvere un puzzle!
Abbiamo trovato correlazioni positive forti tra alcuni inquinanti. Ad esempio:

• L’indice UV degli aerosol è correlato positivamente con Formaldeide, CO₂, Metano diurno e Temperatura diurna. Questo suggerisce fonti comuni o interazioni chimiche che legano questi elementi.
• NO₂ è correlato positivamente con il CO (sia diurno che notturno). Probabilmente vengono emessi insieme da processi di combustione.
• Metano e CO₂ sono fortemente correlati, indicando forse un’origine comune legata alle attività umane.
• Anche i livelli diurni e notturni dello stesso inquinante (CO, CH₄, O₃) sono spesso fortemente correlati, suggerendo pattern consistenti.

Abbiamo anche trovato correlazioni negative. Ad esempio, la CO₂ è correlata negativamente con la Formaldeide e il CO. Questo potrebbe indicare che provengono da fonti diverse o che i processi atmosferici che influenzano uno non influenzano l’altro allo stesso modo.
Queste analisi ci mostrano che l’atmosfera è un sistema dinamico e complesso, dove tutto è interconnesso. Gli anni con profili di inquinamento simili tendono a raggrupparsi insieme nelle nostre analisi (come si vede nei dendrogrammi), indicando pattern ricorrenti nelle fonti o nelle condizioni meteorologiche.

Non Dimentichiamo i Microbi!

Un aspetto spesso trascurato è il ruolo dei microbi nell’atmosfera. Batteri, funghi e virus viaggiano su quelle particelle (aerosol) che abbiamo menzionato, formando i cosiddetti bioaerosol. Questi microrganismi possono interagire con gli inquinanti, a volte degradandoli, altre volte modificandoli. Possono influenzare la formazione delle nuvole e, purtroppo, possono anche trasportare patogeni o allergeni, con impatti diretti sulla nostra salute (infezioni respiratorie, allergie).

L’Impatto sulla Salute: Un Promemoria Cruciale

Vale la pena ribadirlo: l’inquinamento atmosferico non è solo una questione ambientale, è una crisi sanitaria. L’esposizione a NO₂, SO₂, O₃ a livello del suolo, particolato (legato all’UVAI) può causare o peggiorare malattie respiratorie (asma, bronchite), cardiovascolari (infarti, ictus) e persino neurologiche. Il CO riduce la capacità del sangue di trasportare ossigeno. La Formaldeide è irritante e cancerogena. Il Metano e la CO₂, pur non essendo direttamente tossici a concentrazioni atmosferiche normali, guidano il cambiamento climatico, che a sua volta porta eventi estremi (ondate di calore, inondazioni) con gravi conseguenze sanitarie. I bambini e gli anziani sono i più vulnerabili. I dati dell’OMS citati all’inizio sull’impatto sulla mortalità infantile in Nigeria sono un triste monito.

Guardando Avanti: Cosa Ci Dice Questo Studio?

Questo lungo sguardo dal cielo ci ha mostrato che la qualità dell’aria in Nigeria è una realtà dinamica, con alcuni segnali preoccupanti (l’aumento dei gas serra) e altri più complessi (le fluttuazioni di NO₂, O₃). È chiaro che le attività umane giocano un ruolo enorme.
Certo, il nostro studio si basa su dati satellitari. Sarebbe fantastico poter integrare queste informazioni con misurazioni dettagliate a terra per avere un quadro ancora più preciso. Ma già così, abbiamo una base di conoscenza preziosa.
Capire queste tendenze a lungo termine è fondamentale per chi deve prendere decisioni: per monitorare l’ambiente, sviluppare politiche di controllo dell’inquinamento più efficaci, proteggere la salute pubblica e adattarsi ai cambiamenti climatici. È un lavoro continuo, ma avere strumenti come i satelliti NASA e piattaforme come GIOVANNI ci dà una marcia in più per affrontare queste sfide globali, paese per paese.

Spero che questo viaggio nell’atmosfera nigeriana vi abbia incuriosito! Fa riflettere su quanto sia interconnesso il nostro pianeta e su quanto sia importante prendercene cura.

Fonte: Springer