หลายวันมานี้ ฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM 2.5 เป็นหนึ่งในปัญหามลพิษทางอากาศที่ส่งผลกระทบต่อสุขภาพและระบบทางเดินหายใจของมนุษย์อย่างรุนแรง ซึ่งสามารถก่อให้เกิดโรคทางเดินหายใจ โรคหัวใจและหลอดเลือด โรคมะเร็งปอด รวมถึงโรคอื่น ๆ ที่จะตามมาอีกมากมาย ปัจจุบันมีหลายหน่วยงานที่มีส่วนเกี่ยวข้องให้ความสำคัญกับการติดตามและหาแนวทางการแก้ไขปัญหาร่วมกัน

โดยหนึ่งในนั้นคือสำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) หรือ GISTDA ที่ต้องการดึงศักยภาพจากเทคโนโลยีจากอวกาศ เช่น ข้อมูลจากดาวเทียมและระบบเซนเซอร์ระยะไกล หรือ Remote Sensing มาใช้ประโยชน์ เพื่อให้เป็นเครื่องมือสำคัญในการตรวจสอบและติดตามฝุ่นละออง PM 2.5 อย่างใกล้ชิดตลอด 24 ชั่วโมง

เทคโนโลยีจากอวกาศ ตรวจสอบ - ติดตาม ฝุ่น PM2.5 ภาพจาก GISTDA 1.jpg

1. เทคโนโลยีจากอวกาศกับบทบาทในการตรวจสอบ PM 2.5

ดาวเทียมสำรวจโลก (Earth Observation Satellites) :

ดาวเทียม Himawari-8 โดยภารกิจหลักของดาวเทียมดวงนี้ คือการติดตามการเปลี่ยนแปลงบนชั้นบรรยากาศของโลกทุก ๆ 10 นาที ผ่านกล้องในระบบออพติคอลและอินฟราเรด เพื่อเก็บข้อมูลสภาพอากาศครอบคลุมบริเวณทวีปเอเชียและแปซิฟิกตะวันตก จากนั้นจะส่งให้ภาคพื้นดินใช้ประกอบการพยากรณ์อากาศบนโลก จุดเด่นคือมีความถี่ของการจับภาพที่สูง ทำให้มีฐานข้อมูลเก็บรวบรวมไว้อย่างเพียงพอ และที่สำคัญคือสามารถส่งข้อมูลภาพถ่ายในช่วง mid-infrared ได้

ดาวเทียม ระบบ MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) และ ระบบ VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) สามารถวัดค่าความเข้มข้นของฝุ่น PM 2.5 ผ่านข้อมูลแสงสะท้อนและการดูดกลืนแสงในชั้นบรรยากาศ

ดาวเทียม Sentinel-5P ภายใต้โครงการ Copernicus ของสหภาพยุโรป มีความสามารถในการตรวจวัดมลพิษทางอากาศ รวมถึง PM 2.5 และก๊าซที่เกี่ยวข้อง เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนไดออกไซด์ อุปกรณ์หลักบนดาวเทียมดวงนี้เรียกว่า Tropomi เป็นกล้องถ่ายภาพที่มีความก้าวหน้าสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงในชั้นบรรยากาศโลกด้วยการเทียบแสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากชั้นบรรยากาศโลกกับแสงที่มาจากดวงอาทิตย์โดยตรงและกล้องถ่ายภาพตัวนี้มีความคมชัดของภาพสูงขึ้นกว่าในอดีตมาก

2. การติดตามการกระจายตัวของ PM 2.5

ข้อมูลจากดาวเทียมสามารถนำมาใช้วิเคราะห์การกระจายตัวของ PM 2.5 ในพื้นที่ต่าง ๆ ทั้งในระดับประเทศ ระดับจังหวัด ระดับอำเภอ ระดับตำบล ไปจนถึง ณ ตำแหน่งปัจจุบันของผู้ใช้งาน

การใช้ข้อมูลเหล่านี้ร่วมกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ เช่น Weather Research and Forecasting (WRF) Model ช่วยทำนายแนวโน้มและแหล่งที่มาของฝุ่นละออง

การใช้เทคนิค AI/ML หรือ Artificial Intelligence/Machine Learning คือ “การทำให้ระบบคอมพิวเตอร์สามารถเรียนรู้ได้ด้วยตนเองโดยใช้ข้อมูล” Machine Learning เป็น subset ของ AI จุดประสงค์คือเพื่อใช้ในการสร้างแอปพลิเคชันที่มีประสิทธิภาพมากกว่ามนุษย์ในการทำงานบางประเภท โดยการทำให้ฉลาดขึ้น สามารถพัฒนา และเรียนรู้ได้ด้วยตนเอง โดยเลือกใช้ Random Forest Model ซึ่งเป็น Model ประเภทหนึ่งถูกพัฒนาขึ้นจาก Decision Tree ต่างกันที่ Random Forest เป็นการเพิ่มจำนวน Tree เป็น Tree หลาย ๆ ต้น ทำให้ประสิทธิภาพในการทำงานสูงขึ้น แม่นยำมากขึ้น ซึ่งโมเดล Random Forest เป็นโมเดลที่ได้รับความนิยมไปอย่างมากในการใช้ Machine Learning และ GISTDA เลือกใช้โมเดลนี้กับแอปพลิเคชัน “เช็คฝุ่น”

3. การวิเคราะห์ข้อมูลในระดับเวลาจริง

เทคโนโลยีจากอวกาศช่วยให้สามารถตรวจสอบค่าฝุ่น PM 2.5 แบบเรียลไทม์ผ่านเครือข่ายเซนเซอร์ที่ทำงานร่วมกันระหว่างพื้นดินและอวกาศ เช่น ระบบ GEMS (Geostationary Environment Monitoring Spectrometer) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ตรวจวัดที่ติดตั้งบนดาวเทียม KOMPSAT-2B ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเป็นเครื่องมือบันทึก วิเคราะห์ และติดตามปริมาณก๊าซที่มีผลต่อสิ่งแวดล้อมบนโลกของเราได้อย่างต่อเนื่องและรายละเอียดข้อมูลที่ดีขึ้น อาทิ ก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์ ก๊าซโอโซน และอนุภาคฝุ่นละอองขนาดเล็ก (PM 2.5, PM 10) ซึ่งใช้การสอบเทียบค่ากับเซนเซอร์จากสถานีตรวจวัดภาคพื้นดิน เป็นต้น

เทคโนโลยีจากอวกาศ ตรวจสอบ - ติดตาม ฝุ่น PM 2.5 ภาพจาก GISTDA

แนวทางในการบรรเทาและแก้ไขปัญหา PM 2.5

1. การออกนโยบายจากข้อมูลที่แม่นยำ

ข้อมูลจากดาวเทียมช่วยสนับสนุนการทำงานให้กับรัฐบาลและองค์กรระหว่างประเทศเพื่อวางแผนและกำหนดนโยบายในการลดมลพิษได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น การกำหนดเขตพื้นที่ควบคุมการปล่อยมลพิษ (Emission Control Zones) ในพื้นที่ที่มีค่าฝุ่นสูง หรือการออกประกาศแจ้งเตือนเขตมลพิษต่างๆ

2. การเฝ้าระวังและการแจ้งเตือนล่วงหน้า

- ระบบแจ้งเตือนคุณภาพอากาศที่ใช้ข้อมูลจากดาวเทียมช่วยลดผลกระทบต่อสุขภาพและระบบทางเดินหายใจของประชาชน โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง

- การพัฒนาระบบแอปพลิเคชันบนสมาร์ทโฟนที่เชื่อมโยงกับข้อมูลอวกาศ เพื่อแจ้งเตือนประชาชนในกรณีค่าฝุ่นเกินมาตรฐาน เพื่อให้ประชาชนได้ป้องกันและลดความเสี่ยงจากสถานการณ์ในช่วงเวลานั้น

3. การพัฒนาเทคโนโลยีลดมลพิษ

- ใช้ข้อมูลจากอวกาศในการระบุแหล่งกำเนิดฝุ่น เช่น การเผาในที่โล่งและการจราจร เพื่อนำมาพัฒนาเทคโนโลยีการลดมลพิษที่ตรงจุด เช่น การติดตั้งตัวกรองฝุ่นจากแหล่งกำเนิดต่าง ๆ

4. การส่งเสริมความร่วมมือระดับนานาชาติ

การใช้เทคโนโลยีอวกาศเป็นเครื่องมือร่วมกันในการแก้ปัญหามลพิษทางอากาศข้ามพรมแดน เช่น การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างประเทศผ่านองค์กรเช่น United Nations Environment Programme (UNEP) เป็นต้น

เทคโนโลยีจากอวกาศได้กลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการตรวจสอบและติดตาม PM 2.5 อย่างมีประสิทธิภาพ ข้อมูลจากดาวเทียมและระบบเซนเซอร์ระยะไกลช่วยให้เราสามารถวิเคราะห์และจัดการปัญหาฝุ่นละอองขนาดเล็กได้อย่างแม่นยำมากขึ้น พร้อมทั้งสนับสนุนการออกแบบนโยบายและมาตรการแก้ไขที่มีประสิทธิภาพ การผสมผสานเทคโนโลยีเหล่านี้เข้ากับความร่วมมือระดับโลกจะช่วยลดผลกระทบของ PM 2.5 ต่อสุขภาพมนุษย์และสิ่งแวดล้อมในระยะยาว และจะช่วยให้คุณภาพชีวิตของประชากรดีขึ้นต่อไป

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : GISTDA สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน)

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

เทคโนโลยีจากอวกาศ ตรวจสอบฝุ่น PM 2.5 พร้อมแนวทางบรรเทา - แก้ไข