PM2.5濃度に対する風影響の視覚的研究
A visual study of Wind impact on PM2.5 Concentration

Posted on November 5th 2015
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A perfect dust storm (attribution)

私たちは、大気汚染に対する風の影響と、強風 (より正確に言えば、強力な換気) がいかに短時間で空気を浄化するのに役立つかについて、何度も書いてきました。しかし、この現象の動的な視覚化を作成する機会がなかったので、これがこの記事の内容です。


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大気質予測に関して言えば、精度を高める鍵となるのは、予測モデルを改良し、各国、さらには都市ごとに特定のモデル化を作成することです。たとえば、北京では、北の山と南の河北省が近いことがモデルを定義します。

  • 南風は北京の汚染を増加させる傾向があります。風が十分に強くない(つまり、換気が十分でない)場合、粒子は山によってブロックされ、さらに北へ移動できなくなり、高密度の粒子が生成されます。北京に集中。
  • 北風は汚染を除去する傾向があります。北からの風が十分に吹くと、北には「汚染源」が存在しない(または、少なくとも南部よりもはるかに少ない)ため、空気はほぼ即座に浄化されます。

これは以下のアニメーションで見ることができるもので、河北省の監視ステーションが設置されている場所に汚染源が恣意的に配置されています。各汚染源は 1 時間ごとに 1 つの粒子を放出します。ゾーン内の粒子の数が多いほど、汚染度は高くなります(青は低濃度、赤〜茶色は高濃度に対応します)。風力モデルは、Global Forecast System (別名 GFS) に基づいています。


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Air Quality Forecast Viewer
version 1.2 (2016/2/18)
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もちろん、これは、全世界の大気質予測を計算するためにスーパー コンピューターの処理能力を必要とする複雑なモデルと比較すると、非常に軽量なモデルです。ただし、大気質予測の背後にある基本概念を視覚的に説明できるという利点があります。

より正確には、モデルには垂直風プロファイルといくつかの高さ (レイヤー) の予測が含まれている必要があります。現在、モデルは高度 10 メートル、100 メートル、および 5KM での予測のみを使用しています。さらに、汚染源はより完全なものであり、世界全体の発生源が含まれている必要があります。現在、河北省からの発生源のみが含まれています。


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最後に、多くの研究レポートでは、機械学習または人工知能ベースの大気質予測システムが調査されています。背後にある概念は、観測データと予測データを比較し、反復パターンを特定することで「学習」することです (右の図を参照)。

机上では、機械学習ベースの予測システムは優れているように見えますが、実際には、従来の決定論的モデル (世界大気質指数プロジェクトではこのモデルを好んでいます) よりも優れているのでしょうか?タリシア・ウィリアムズによる「自分の体のデータを自分のものにする」に関する優れたTED トークを参照すると、この質問に対する私たちの答えは「データを見せてください!」です。これについては、予測に関する次回の記事で書く予定です。

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  • 大気汚染指数の測定方法:

    大気汚染レベルについて

    指数大気質指数の分類(米国)健康影響 / カテゴリ粒子状物質(PM10,PM2.5)
    0 - 50良い - Good通常の活動が可能なし
    51 -100並 - Moderate特に敏感な者は、長時間又は激しい屋外活動の減少を検討非常に敏感な人は、長時間または激しい活動を減らすよう検討する必要がある。
    101-150敏感なグループにとっては健康に良くない - Unhealthy for Sensitive Groups心臓・肺疾患患者、高齢者及び子供は、長時間又は激しい屋外活動を減少心疾患や肺疾患を持つ人、高齢者、子供は、長時間または激しい活動を減らす必要がある。
    151-200健康に良くない - Unhealthy上記の者は、長時間又は激しい屋外活動を中止
    すべての者は、長時間又は激しい屋外活動を減少
    心疾患や肺疾患を持つ人、高齢者、子供は、長時間または激しい活動を中止する必要がある。それ以外の人でも、長時間または激しい活動を減らす必要がある。
    201-300極めて健康に良くない - Very Unhealthy上記の者は、すべての屋外活動を中止
    すべての者は、長時間又は激しい屋外活動を中止
    心疾患や肺疾患を持つ人、高齢者、子供は、全ての屋外活動を中止する必要がある。それ以外の人でも、長時間または激しい活動を中止する必要がある。
    300+危険 - Hazardous上記の者は、屋内に留まり、体力消耗を避ける
    すべての者は、屋外活動を中止
    全ての人が屋外活動を中止する必要がある。特に、心疾患や肺疾患を持つ人、高齢者、子供は、屋内に留まって激しい活動を避け静かに過ごす必要がある。
    (Reference: see wikipedia,and cn.emb-japan.go.jp/)

    大気汚染についての更なる詳細をお知りになりたい方は、WikipediaAirNowを参照してください。

    北京在住の医師Richard Saint Cyr氏による大変役に立つ健康上のアドバイスは、 www.myhealthbeijing.com をご覧ください。


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