Tek nešto više od tri mjeseca nakon uspješnog lansiranja 13. kolovoza 2025., europska misija Copernicus Sentinel-5A isporučila je svoje prve impresivne prikaze plinova u Zemljinoj atmosferi. Prvi skup proizvoda uključuje globalnu kartu ukupnog ozona, detaljne karte dušikova dioksida iznad Bliskog istoka i Južne Afrike, formaldehida iznad središnje Afrike te oblak sumporova dioksida iznad aktivnog vulkana na Kamčatki. Time je Sentinel-5A pokazao da je spreman postati ključni izvor podataka za praćenje kvalitete zraka, klime i stanja ozonskog omotača na globalnoj razini.

Nova era nadzora atmosfere: Sentinel-5A na MetOp-SG-A1

Sentinel-5 je misija u sklopu europskog programa Copernicus, posvećena mjerenju sastava atmosfere. Umjesto da bude samostalan satelit, Sentinel-5 je napredni slikovni spektrometar ugrađen u meteorološke satelite druge generacije MetOp-SG tipa A. Prvi takav satelit, MetOp-SG-A1, ušli je u polarnu Sunčevo sinkronu orbitu visine oko 830 kilometara 13. kolovoza 2025. i svakoga dana prelijeće čitav planet od pola do pola, snimajući tragove plinova i aerosola diljem svijeta.

Na MetOp-SG-A1 Sentinel-5A radi u društvu niza drugih instrumenata – od infracrvenih i mikrovalnih sondara do naprednih slikovnih senzora – čime se kombiniraju informacije o temperaturi, vlažnosti, oblacima i površinskim svojstvima s vrlo preciznim podacima o sastavu zraka. U narednim godinama isti tip instrumenta bit će ugrađen i u sljedeće satelite serije MetOp-SG tipa A, čime se osigurava kontinuirani niz mjerenja koji će se protegnuti daleko u 2040-e.

Misijom upravljaju Europska svemirska agencija (ESA) i EUMETSAT, dok se podaci koriste u sklopu Copernicusovih usluga za praćenje atmosfere i klime, ali i u nacionalnim meteorološkim i okolišnim službama diljem Europe i svijeta. Za razliku od geostacionarne misije Sentinel-4, koja prati Europu i sjever Afrike iz stalne točke iznad ekvatora, Sentinel-5 pruža globalnu sliku cijele Zemlje svaki dan, što omogućuje praćenje onečišćenja zraka i stakleničkih plinova na planetarnoj razini.

Kako Sentinel-5 “vidi” nevidljive plinove

Srce misije Sentinel-5A je visokorezolucijski slikovni spektrometar koji radi u sedam spektralnih područja – od ultraljubičastog i vidljivog dijela spektra do bliskog i kratkovalnog infracrvenog područja. Instrument mjeri kako Zemlja i atmosfera reflektiraju i raspršuju Sunčevu svjetlost, a iz finih razlika u spektru znanstvenici rekonstruiraju količinu različitih plinova duž linije promatranja.

Na taj način Sentinel-5A može svakodnevno mjeriti koncentracije niza ključnih sastavnica zraka: ozona, dušikova dioksida, sumporova dioksida, formaldehida, glikoksala, ugljikova monoksida i metana, ali i svojstva aerosola te UV indeks. Širina snimanja dovoljno je velika da se gotovo cijeli planet pokrije u samo jednom danu, dok je prostorna rezolucija prilagođena tome da se jasno razdvoje gradska žarišta onečišćenja, velike industrijske zone i udaljena područja gdje prevladavaju prirodni izvori plinova.

Ovaj pristup nadograđuje naslijeđe instrumenata poput GOME, SCIAMACHY i Sentinel-5P (TROPOMI), ali uz veći broj spektralnih kanala, poboljšanu stabilnost i precizniju kalibraciju. Zahvaljujući tome, Sentinel-5 će postati referenca za dugoročno praćenje promjena u sastavu atmosfere, uključujući trendove stakleničkih plinova i tragova onečišćenja iz gradova, energetike, industrije i prometa.

Prvi globalni prikazi ozona: pogled na zaštitni omotač Zemlje

Prva objavljena slika Sentinel-5A je globalna karta ukupnog ozona snimljena 13. listopada 2025. Karta prikazuje ukupnu kolumnu ozona, što znači da se mjeri količina ozona zbrojena kroz čitavu debljinu atmosfere iznad svake točke na Zemlji. Iako dio ozona postoji i u prizemnim slojevima gdje djeluje kao štetni zagađivač, ukupna kolumna uvelike je određena stratosferskim ozonom – zaštitnim slojem na visini 15–35 kilometara koji apsorbira većinu Sunčeva ultraljubičastog zračenja.

Na karti Sentinel-5A vrlo jasno se ističe ozonska rupa nad Antarktikom, područje u kojem vrijednosti kolumne ozona padaju ispod 220 Dobsonovih jedinica. To je prag koji se često koristi kao operativna definicija ozonske rupe. U ovom dobu godine, tijekom antarktičkog proljeća, ozonska rupa se tradicionalno širi i produbljuje zbog kemijskih reakcija koje potiču klor i brom iz spojeva koji su u prošlosti ispuštani u atmosferu.

Uporaba tvari koje oštećuju ozon, poput klorofluorougljika, zabranjena je međunarodnim Montrealskim protokolom krajem 1980-ih. No ti spojevi u atmosferi opstaju desetljećima, pa je oporavak ozonskog sloja spor i postupan. Dugoročne serije mjerenja pokazuju da se znakovi oporavka pojavljuju tek posljednjih godina, a Sentinel-5A sada preuzima dio odgovornosti za nastavak tog globalnog “zdravstvenog kartona” ozonskog omotača.

Kombiniranjem novih podataka Sentinel-5A s arhivom prethodnih misija, znanstvenici mogu preciznije pratiti koliko se brzo ozon vraća prema vrijednostima prije intenzivnog onečišćenja, razlikovati prirodne varijacije od dugoročnih trendova i provjeravati djelotvornost međunarodnih sporazuma.

Dušikov dioksid: otisak ljudske aktivnosti nad Bliskim istokom

Druga prikazana slika prikazuje vertikalnu kolumnu dušikova dioksida (NO₂) iznad Bliskog istoka, također snimljenu 13. listopada 2025. Na karti se jasno razaznaju “vruće točke” u blizini velikih gradova, rafinerija nafte i plina, termoelektrana te metalurških pogona. Dodatna žarišta prate glavne prometne koridore, gdje intenzivan cestovni i pomorski promet izravno doprinosi emisijama dušikovih oksida.

Dušikov dioksid jedan je od najvažnijih plinova kada govorimo o onečišćenju zraka u gradovima. Nastaje prvenstveno iz izgaranja fosilnih goriva – u motorima automobila i kamiona, u dimnjacima elektrana, industrijskih postrojenja, ali i u kućanstvima koja koriste plinske štednjake ili grijanje na fosilna goriva. U atmosferi sudjeluje u stvaranju prizemnog ozona i sekundarnih čestica, pogoršavajući smog i utječući na zdravlje dišnog sustava.

Na području Bliskog istoka Sentinel-5A po prvi put omogućuje da se ove emisije promatraju ujednačeno, iz dana u dan, preko državnih granica. To je osobito važno u regiji gdje promet morskih tankera, razvoj industrije i brza urbanizacija dovode do složenog mozaika izvora onečišćenja. Podaci iz Sentinel-5 moći će se izravno koristiti u modelima kvalitete zraka, ali i za provjeru deklariranih emisija iz energetskog i industrijskog sektora.

Na karti su vidljivi i dijelovi gdje je signal manje jasan ili “izrezan” – najčešće je riječ o područjima prekrivenim oblacima. Budući da oblaci zaklanjaju pogled instrumenata na slojeve zraka blizu površine, u takvim slučajevima podaci o NO₂ ne mogu se pouzdano izračunati te se ozračja označavaju kao nepokrivena ili nepouzdana. Sustavi obrade podataka stoga uz fizičke veličine isporučuju i informacije o kvaliteti i pouzdanosti svakog piksela.

Visoke koncentracije dušikova dioksida nad Južnom Afrikom

Treća objavljena slika dušikova dioksida fokusira se na Južnu Afriku. Povišene vrijednosti NO₂ posebno se ističu nad regijom Highveld, gdje je koncentrirana većina južnoafričkih termoelektrana na ugljen te velik broj rudnika i teške industrije. U tom području emisije iz energetskog sektora čine okosnicu lokalnog onečišćenja zraka, a satelitska mjerenja pružaju vanjski, neovisan pogled na razinu tih emisija.

U kombinaciji s površinskim mjerenjima iz mreža državnih i regionalnih postaja, podaci Sentinel-5 omogućit će detaljniju procjenu utjecaja energetskog sektora na kvalitetu zraka i zdravlje stanovništva, ali i na klimatske obveze država koje se oslanjaju na ugljen. Visoke razine NO₂ često su povezane i s emisijama drugih zagađivača, poput sumporova dioksida i lebdećih čestica, koje zajednički doprinose pojavi kiselih kiša, zamućenja atmosfere i respiratornih problema.

Formaldehid nad Afrikom: otisak požara i vegetacije

Četvrta slika Sentinel-5A prikazuje vertikalnu kolumnu formaldehida (HCHO) nad Afrikom 13. listopada 2025. Povišene koncentracije duž sjeverozapadne obale Angole povezane su s požarima raslinja i poljoprivrednim spaljivanjem strništa, dok pojačane razine nad Srednjoafričkom Republikom potječu iz kombinacije požara i prirodnih emisija iz vegetacije u tropskim šumama.

Formaldehid je reaktivni, potencijalno kancerogeni plin koji u atmosferi djeluje i kao posredni pokazatelj prisutnosti drugih ispušnih spojeva, posebice hlapivih organskih spojeva (VOC). Dio formaldehida nastaje neposredno u požarima, a dio kemijskim reakcijama drugih organskih plinova koje ispuštaju biljke ili ljudske djelatnosti. Upravo stoga, praćenje formaldehida iz svemira pomaže znanstvenicima da bolje razumiju kako se mijenja kemija troposfere iznad područja s intenzivnim požarima ili bujnom vegetacijom.

Budući da je formaldehid često koncentriran blizu površine, oblaci imaju još veći utjecaj na pokrivenost podataka nego kod nekih drugih plinova. U područjima djelomične naoblake algoritmi obrade podataka mogu uvoditi sustavne pogreške, pa su prvi proizvodi formaldehida iz Sentinel-5A označeni kao preliminarni. Kako se kalibracija i modeli obrade budu usavršavali, očekuje se poboljšanje točnosti i povećanje prostorne konzistentnosti ovih karata.

Sumporov dioksid nad vulkanom Klyučevskaja

Peta slika koju su stručnjaci izdvojili prikazuje oblak sumporova dioksida (SO₂) iznad vulkana Klyučevskaja na poluotoku Kamčatka, u dalekom istoku Rusije. Riječ je o jednom od najaktivnijih vulkana na svijetu, koji je eruptirao više od pedeset puta od početka 18. stoljeća. Čak i izvan eruptivnih vrhunaca, iz kratera često stalno izlaze plinovi i dim.

Sentinel-5A vrlo jasno hvata uski, ali intenzivan oblak sumporova dioksida koji se uz vjetar proteže na stotine kilometara od izvora. Sumporov dioksid u atmosferi može izazvati iritaciju dišnih puteva, a dugotrajnija prisutnost visokih koncentracija dovodi do povećanog rizika od respiratornih i kardiovaskularnih bolesti. SO₂ je ujedno preteča kiselih kiša, jer se u atmosferi oksidira i stvara sulfatne čestice.

Za vulkanologe i službe za civilnu zaštitu ovakva mjerenja imaju dvostruku vrijednost. S jedne strane, pomažu prilikom izdavanja upozorenja za zračni promet, budući da oblaci plina i vulkanske prašine mogu oštetiti mlazne motore. S druge strane, serije karata SO₂ omogućuju procjenu koliko vulkanske emisije doprinose ukupnoj količini sumpora u atmosferi u odnosu na industriju i energetiku.

Lažna boja Zemljinog zračenja: provjera zdravlja instrumenata

Posljednja istaknuta slika iz prvog seta podataka prikazuje Zemljino zračenje u razdoblju od 5. do 6. listopada 2025. To je kompozit u lažnim bojama, u kojem su različitim kanalima dodijeljene crvena, zelena i plava komponenta, što daje globalnu kartu na kojoj se jasno razlikuju kontinenti, oceani i oblaci. Za razliku od specijaliziranih karata pojedinih plinova, ova slika prvenstveno služi za provjeru ukupnog “zdravlja” instrumenta.

Takve provjere ključne su u ranoj fazi misije, kada se instrument još kalibrira i kada se algoritmi za pretvorbu sirovih mjerenja u geofizičke proizvode (npr. koncentracije plinova) intenzivno testiraju. Usporedbom ovih snimaka s podacima drugih satelita i modela, timovi u ESA-i, EUMETSAT-u i partnerskim institucijama potvrđuju da Sentinel-5A ispravno mjeri intenzitet i spektralni oblik zračenja u cijelom vidnom polju.

Tek kada su ovakvi “inženjerski” testovi završeni i potvrđena dugoročna stabilnost instrumenta, proizvodi poput karata ozona, dušikova dioksida ili formaldehida proglašavaju se operativnima i spremnima za korištenje u službenim sustavima prognoze i upozorenja.

Komplementarni pogled sa Sentinel-4 i naslijeđe Sentinel-5P

Sentinel-5 ne djeluje u vakuumu – ni doslovno ni preneseno. U geostacionarnoj orbiti iznad Europe od 2025. djeluje misija Sentinel-4, koja svakih sat vremena mjeri ključne plinove iznad Europe i sjeverne Afrike. Ona pruža iznimno dobru vremensku rezoluciju nad jednim dijelom svijeta, dok Sentinel-5 u polarnoj orbiti svakodnevno pokriva cijeli planet. Zajedno stvaraju sustav koji može istovremeno pratiti kratkotrajne epizode onečišćenja i dugoročne globalne trendove.

Na tu se sliku nadovezuje i Sentinel-5P (Precursor), koji je od 2017. godine isporučivao vrlo detaljne karte plinova poput NO₂, SO₂, CH₄ i CO. Podaci Sentinel-5P ostaju ključni za analizu razdoblja prije 2025. godine, dok će Sentinel-5A i njegovi nasljednici preuzeti ulogu nositelja atmosferske statistike u desetljećima koja slijede. Kontinuitet između tih misija od ključne je važnosti za sve znanstvene studije koje se bave klimatskim trendovima, dugoročnim promjenama u kvaliteti zraka i učincima međunarodnih sporazuma o smanjenju emisija.

Dugoročna misija za politiku, znanost i javno zdravlje

Uz planirani vijek rada satelita MetOp-SG i seriju instrumenata Sentinel-5 na više uzastopnih platformi, očekuje se da će misija pružati ključne podatke najmanje dva desetljeća. Takav vremenski raspon omogućuje da se jasno razdvoje kratkoročne oscilacije – poput sezonskih promjena ili pojedinačnih epizoda smoga – od sporih, ali važnih trendova povezanih s klimatskim promjenama i promjenama u energetskom miksu.

Podaci Sentinel-5 već su uključeni u sustave za prognozu kvalitete zraka i UV indeksa, gdje dopunjuju površinska mjerenja i numeričke modele. Kada se karte ozona, dušikova dioksida, čestica i drugih sastavnica zraka uključe u operativne modele, meteorološke i okolišne službe mogu građanima pravodobno izdavati upozorenja na povišenu razinu onečišćenja, savjete za osjetljive skupine i preporuke za smanjenje izloženosti.

Istodobno, detaljne informacije o prostornoj raspodjeli i evoluciji plinova služe kao važan alat kreatorima politika. Države i regije mogu uspoređivati stvarne koncentracije i procijenjene emisije s ciljevima definiranima europskim direktivama o kvaliteti zraka i klimatskim planovima. U praksi to znači da će satelitska mjerenja sve više služiti kao dodatni “neovisni sudac” koji pokazuje koliko su nacionalni inventari emisija i najavljene mjere usklađeni s onim što se u atmosferi zaista događa.

Od prvih slika do operativne službe

Iako je Sentinel-5A još u komisijskoj fazi, prvi prikazi ozona, dušikova dioksida, formaldehida, sumporova dioksida i Zemljinog zračenja pokazuju da instrument radi u skladu s očekivanjima. Inženjeri i znanstvenici sada nastavljaju finu kalibraciju, uspoređuju podatke sa zemaljskim mjerenjima i drugim satelitima te usavršavaju algoritme kojima se iz spektara izvode atmosferske veličine.

Kako se obrada podataka bude stabilizirala, Sentinel-5 će postati standardni izvor ulaznih informacija za klimatske studije, modele prognoze kvalitete zraka, zdravstvena upozorenja na UV zračenje i praćenje globalnih emisija stakleničkih plinova. Prvi objavljeni proizvodi tek su najava onoga što će misija donijeti tijekom svojega dugog operativnog vijeka – kontinuirani, globalni nadzor atmosfere bez presedana, u službi znanosti, javnog zdravlja, zaštite okoliša i gospodarstva.