Klimadetektive Projekte 2020-2021


Thema des Projekts: Luftverschmutzung

Titel des Projekts: Klimaver├Ąnderungen nach dem COVID-19 Lockdown

Mannschaft: Vianu Klima-Detektive  Hochgelobtes Projekt

Tudor Vianu Nationale Hochschule f├╝r Informatik Bukarest┬á┬á Bukarest ┬á Rum├Ąnien ┬á 14 6Alter des Sch├╝lers: 14-15 Jahre alt


Forschungsfrage

Haben sich die auferlegten Beschr├Ąnkungen direkt auf die Treibhausgasemissionen und die Vegetation oder gar auf die "klassischen" vier Jahreszeiten ausgewirkt?

Zusammenfassung des Projekts
Ermittlungsplan

Da das Jahr 2020 durch die COVID-19-Sperre gekennzeichnet war, haben wir untersucht, ob die auferlegten Beschr├Ąnkungen einen direkten Einfluss auf die Treibhausgasemissionen und die Vegetation sowohl in unserer Region als auch landesweit hatten. Im Rahmen dieser Studie haben wir auch versucht, eine Verz├Âgerung der klassischen vier Jahreszeiten w├Ąhrend der Pandemie nachzuweisen, in denen eine erh├Âhte Vegetation fr├╝her auftrat. Wir haben unsere Analyse fest in zwei Abschnitte unterteilt: Luftverschmutzung und Vegetation.
Urspr├╝nglich wollten wir die CO2-Emissionen untersuchen, aber bisher liefert kein Satellit solche Informationen. Eine Lektion, die wir bei diesem Projekt gelernt haben, war jedoch, nicht aufzugeben, sondern stattdessen alternative L├Âsungen zu finden. Wir begannen, andere gef├Ąhrliche Gase zu untersuchen, die zum Treibhauseffekt f├╝hren oder sogar die Atemwege sch├Ądigen k├Ânnen, wenn sie in Auspuffrohren entstehen. In der Folge teilten wir das Segment Luftverschmutzung in drei Zweige auf:
- Bodendaten (Quelle: Website des Umweltministeriums - t├Ągliche NO2-, CO- und SO2-Werte an Stationen aus 15 rum├Ąnischen Bezirken in den Jahren 2019 und 2020)
- Satellitendaten und -bilder (Sentinel-5P NO2-Emissionen in Bukarest)
- EO Browser Script (zus├Ątzliche Verarbeitung mit einem von uns angepassten Skript).
F├╝r die Vegetationskomponente haben wir auch ein benutzerdefiniertes Sentinel-2-Skript verwendet, um den NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) zu analysieren, einen Indikator, der angibt, ob ein Gebiet lebende gr├╝ne Vegetation enth├Ąlt oder nicht.
Ein weiteres Anliegen war es, wesentliche Konzepte wie die vertikale NO2-S├Ąule, NDVI, TROPOMI, Sentinel-2- und Sentinel-5P-Einrichtungen oder benutzerdefinierte Skripte gr├╝ndlich zu verstehen, Themen, die wir eingehend recherchiert und im Abschnitt Theoretische Aspekte auf unserer Website erl├Ąutert haben.

Wichtigste Ergebnisse und Schlussfolgerungen
Bild oben: NO2-Mengenvergleich 2019 vs. 2020 (Bodendatenkarten & Sentinel-5P Custom Script Imagery) ; Unteres Bild: NDVI-Vergleich 2019 vs. 2020 (Sentinel-2 L2A Custom Script Imagery)

Erstens konnten wir durch die Verarbeitung von Bodendaten aus 15 Bezirken feststellen, dass die NO2-Emissionen stark vom fehlenden Verkehr beeinflusst wurden, w├Ąhrend die SO2- und CO-Mengen in den Jahren 2019 und 2020 ├Ąhnlich waren. In Bukarest beispielsweise (wie in den meisten Gro├čst├Ądten) ist der R├╝ckgang w├Ąhrend der Sperrung (16. M├Ąrz bis 14. Mai) deutlich zu erkennen, als die NO2-Menge im Jahr 2020 20-40 ╬╝g / m┬│ und im Jahr 2019 50-80 ╬╝g / m┬│ erreichte.
Dar├╝ber hinaus wurde der r├╝ckl├Ąufige Trend durch die Analyse von Satellitenbildern mit Hilfe des TROPOMI-Instruments des Sentinel-5P best├Ątigt. Unser Ansatz bestand darin, den Farbcode der NO2-Emissionen zu verwenden, von dunkelblau (unbedeutende Mengen) bis dunkelrot (alarmierende Emissionen). Wir stellten jedoch fest, dass die Farbintervalle zu gro├č waren, so dass nur gro├če Unterschiede aufgezeichnet wurden. Daher haben wir den Java-Skriptcode angepasst, um jede Ver├Ąnderung zu erkennen. Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen R├╝ckgang der NO2-Emissionen in Bukarest 2020 (blau: geringe Mengen) gegen├╝ber 2019 (rot und gr├╝n: h├Âhere NO2-Werte).
Mithilfe eines benutzerdefinierten Sentinel-2-L2A-Skripts untersuchten wir den NDVI von Bildern aus dem Jahr 2019 im Vergleich zu 2020 an repr├Ąsentativen Standorten: dem Kiseleff-Park (unser Schulgel├Ąnde), der Autobahn Bukarest-Pitesti (extremer Verkehr) und dem Endless Column Park im Kreis Gorj (bekannte Gr├╝nfl├Ąche). In allen F├Ąllen kamen wir zu dem Schluss, dass der NDVI im Jahr 2020 h├Âher war und die Vegetation fr├╝her als gew├Âhnlich auftauchte.
Letztendlich bewerten wir, dass die COVID-19-Beschr├Ąnkungen zu einer Verringerung der verkehrsbedingten NO2-Emissionen und zu einer pl├Âtzlichen Zunahme der Vegetation gef├╝hrt haben.

Wie geht es weiter? Ma├čnahmen zur Eind├Ąmmung des Problems
Unsere Veranstaltung zum Tag der Erde wird auf unserer Website beworben

Wir nehmen derzeit zum dritten Mal am Schulprojekt der Europ├Ąischen Weltraumorganisation Climate Detectives teil und erweitern jedes Jahr unsere Kampagne zur Sensibilisierung und zum Kampf f├╝r den Umweltschutz. Dieses Jahr, am Tag der Erde (22. April), sind wir noch einen Schritt weiter gegangen und haben zwei brillante Gastwissenschaftler eingeladen: Jessica Schaub (CAN) - Ozeanografin an der University of British Columbia - und Lori Waters (USA) - Kommunikationsdirektorin und Mitleiterin der ExoLab-8-Mission zur Internationalen Raumstation - beantworteten aufschlussreich alle unsere Fragen und gaben uns wertvolle Tipps zum Umweltschutz. Wir diskutierten auch ├╝ber den Europ├Ąischen Green Deal, der darauf abzielt, die Treibhausgasemissionen bis 2050 um 50% zu reduzieren. Der YouTube-Link der Veranstaltung ist https://youtu.be/KHsK2hv_s3g.
Wir haben unser Projekt nicht nur innerhalb unserer Schulgemeinschaft vorgestellt, sondern wissen auch, dass eine Studie wertlos ist, wenn sie nicht f├╝r die breite ├ľffentlichkeit zug├Ąnglich ist. Da wir glauben, dass die Beh├Ârden die einflussreichsten Entscheidungstr├Ąger sind, haben wir das Rathaus kontaktiert und ihnen die Ergebnisse unseres Projekts per E-Mail mitgeteilt. Au├čerdem haben wir eine verbesserte Website (https://vianuprojects.com/) eingerichtet, auf der wir alle unsere Projekte, Veranstaltungen und Interviews mit Wissenschaftlern ver├Âffentlichen. Auf diese Weise gelingt es uns, die Aufmerksamkeit auf unsere Arbeit zu lenken und f├╝r k├╝nftige Zusammenk├╝nfte zum Wohl unseres Planeten zu werben. Wir planen, auch in Zukunft Bildungsveranstaltungen zu organisieren, die sich mit der Frage befassen, wie die Klimakrise gestoppt werden kann. Wenn Sie also die Ersten sein wollen, die daran teilnehmen, bleiben Sie auf unserer Website!

Projekt-Link:

https://vianuprojects.com/p09_2020-2021_esa_climate-detectives/

Projektposter:

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Video zum Projekt

Die Projekte werden von den Teams erstellt und sie ├╝bernehmen die volle Verantwortung f├╝r die gemeinsamen Daten.
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