A visual study of Wind impact on PM2.5 Concentration

Posted on November 5th 2015
Share: aqicn.org/faq/2015-11-05/a-visual-study-of-wind-impact-on-pm25-concentration


A perfect dust storm (attribution)
We have been writing quite a few times about the influence of wind on air pollution, and how strong winds (or, to be more precise, strong ventilation) can help to clean the air in a very short time. But we never had the opportunity to create on a dynamic visualization of this phenomenon, so this is what this article will be writing about.

--

When it comes to Air Quality forecasting, the key to a better accuracy is refine the forecasting model, and create a specific modelisation for each country, and, even better, for each city. For instance, in Beijing, it is the proximity of the montains in the North and Hebei in the south which defines the model:
  • South wind tend to increase the pollution in Beijing: If the wind is not strong enough (i.e. not ventilating enough), then the particules will get blocked by the montains and will not be able to move further to the north, thus creating a dense particule concentration in Beijing.

  • North wind tend to clear the pollution: When the wind blows sufficiently from the North, the air gets almost immediately cleared since there is no "pollution source" in the north (or, at least, much less than in the south).
This is what one can see in the animation below, in which the pollution sources are arbitrarilly located where the monitoring stations are located in hebei. Each pollution source in emmitting one particule every hour. The more the number of particules in a zone, the higher the pollution (blue corresponds to low concentration, red ~ brown to high concentrations). The wind model is based on the Global Forecast System (aka GFS).

--

Air Quality Forecast Viewer
version 1.2 (2016/2/18)
Loading..


--

This is of course a very light model compared to the complex models which do require super computer processing power to be able to compute the whole world air quality forecast. But it has the advantange of visually explaining the basic concept behind air quality forecasting.

To be more precise, the model should include vertical wind profile, as well as the forecasting for several heights (layers) - currently, the model is only using the forecast at 10 meters, 100 meters and 5KM. Moreover, the pollution sources should be more complete and include the overall world sources - currently, only sources from Hebei are included.

--

Last, many research reports have investigated Machine Learning or Artificial Intelligence based Air Quality forecast systems. The concept behind is to "learn" by comparing the observed data with the forecasted data and identify repetitive patterns (as shown on the diagram on the right).

On the paper, Machine Learning based forecasting system look good, but in actual fact, are they any better than the tradtional deterministic models (which we do prefer at the World Air Quality Index project)? Refering to the excellent TED talk from Talithia Williams on 'Own your body's data', our answer to this question is "show us the data!", and that's something we will be writing about in our next article on forecasting!


Click here to see all the FAQ entries
  • Nitrogen Dioxyde (NO2) in our atmosphere
  • Ozone AQI Scale update
  • Kriging Interpolation

  • Read or publish comments (they rely on Disqus)

    Về phương pháp đo chất lượng không khí và mức độ ô nhiễm:

    Về các thang đo chất lượng không khí

    -Giá trị chỉ số chất lượng không khí (AQI)Mức độ ảnh hưởng sức khỏe
    0 - 50TốtChất lượng không khí được xem là đạt tiêu chuẩn, và ô nhiễm không khí coi như không hoặc gây rất ít nguy hiểm
    51 -100Trung bìnhChất lượng không khí ở mức chấp nhận được; tuy nhiên, một số chất gây ô nhiễm có thể ảnh hưởng tới sức khỏe của một số ít những người nhạy cảm với không khí bị ô nhiễm.
    101-150Không tốt cho người nhạy cảmNhóm người nhạy cảm có thể chịu ảnh hưởng sức khỏe. Số đông không có nguy cơ bị tác động.
    151-200Có hại cho sức khỏeMỗi người đều có thể sẽ chịu tác động đến sức khỏe; nhóm người nhạy cảm có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng hơn.
    201-300Rất có hại cho sức khỏeCảnh báo nguy hại sức khỏe nghiêm trọng. Đa số mọi người đều bị ảnh hưởng.
    300+Nguy hiểmCảnh báo sức khỏe: tất cả mọi người có thể chịu tác động nghiêm trọng đến sức khỏe

    Để biết thêm về ô nhiễm và chất lượng không khí , xem wikipedia chất lượng không khí đang đề hoặc hướng dẫn về chất lượng không khí và sức khỏe của bạn .

    Để biết những lời khuyên về sức khỏe rất hữu ích của bác sĩ y khoa Richard Saint Cyr ở Bắc Kinh, xem www.myhealthbeijing.com blog.


    Thông báo sử dụng: Tất cả dữ liệu chất lượng không khí không được xác thực tại thời điểm công bố. Nhằm đảm bảo chất lượng, những dữ liệu này có thể được cập nhập mà không cần thông báo trước. Nhóm dự án Chỉ số chất lượng không khí toàn cầu đã thực hiện tất cả yêu cầu cần thiết trong việc biên soạn các thông tin này. Nhóm dự án hoặc các bên liên quan sẽ không chịu trách nhiệm về bất kỳ tổn thất, thương tích hoặc thiệt hại nào phát sinh trực tiếp hoặc gián tiếp từ việc cung cấp những dữ liệu này trong bất kỳ trường hợp nào.



    Cài đặt


    Cài đặt ngôn ngữ:


    Temperature unit:
    Celcius