Typhoon and Dust on East Asia, Courtesy of NASA (attribution)

Już w marcu 2015 roku mieliśmy okazję spotkać się w Pekinie z kilkoma specjalistami ds. ochrony środowiska z Departamentu Stanu USA oraz China Mission ( słynna jednostka posiadająca monitory PM _2,5 w ambasadzie USA w Pekinie ).

Wśród wszystkich tematów, które zostały poruszone, warto napisać jeden, a mianowicie system „ nowcast ”. System ten stosowany przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (EPA) do przeliczania odczytów surowych substancji zanieczyszczających, wyrażonych w µg/m3 lub ppb , na AQI (skala od 0 do 500). Jest używany do wszystkich wartości AQI zgłaszanych na stronie internetowej airnow.gov .

Koncepcja leżąca u podstaw nowcastu polega na kompensowaniu „ uśredniania 24-godzinnego ”, które należy stosować przy przeliczaniu stężeń na AQI. Powodem tego uśredniania jest to, że skala AQI określa, że każdy z poziomów zagrożenia zdrowia (tj. dobry, umiarkowany,... niezdrowy...) obowiązuje w przypadku 24-godzinnego narażenia ^[1] . Na przykład, gdy AQI wynosi 188 (niezdrowy), należy to odczytać w ten sposób: „ jeśli zostanę poza domem przez 24 godziny, a AQI wyniesie 188 w ciągu tych 24 godzin , wówczas skutkiem zdrowotnym będzie niezdrowy ”. To zupełnie co innego niż stwierdzenie, że „ jeśli raportowane obecnie AQI wynosi 188, wówczas skutki zdrowotne są niezdrowe ”.

Problem w tym, że uśrednianie 24-godzinne jest bardzo złym pomysłem i powinno zostać zniesione ^[3] przynajmniej z tych dwóch powodów:

• Po pierwsze, dynamika zanieczyszczenia powietrza jest taka, że wiatr całkowicie oczyszcza powietrze w mniej niż 30 minut! Zjawisko to jest często obserwowane w Pekinie, gdzie silne wiatry północne są w stanie podnieść AQI PM _2,5 z ponad 300 do mniej niż 50 w mniej niż godzinę ^[2] . Kiedy tak się dzieje, nikt nie chce czekać 24 godzin, zanim dowie się, że jakość powietrza jest dobra (i wyjść na spacer, aby cieszyć się świeżym powietrzem!).
  
  
• Drugim powodem jest nagłe pogorszenie jakości powietrza. Jednym ze znanych przypadków jest pożar w Indonezji, który spowodował smog singapurski, gdy wiatry zmierzają na północ, w których to okolicznościach AQI może spaść z poniżej 50 do ponad 150 w ciągu zaledwie jednej godziny. Prawdę mówiąc, otrzymaliśmy wiele próśb od osób cierpiących na astmę/wrażliwych, podczas gdy Singapur nadal udostępniał jedynie średnie odczyty z 24 godzin.

Z tych powodów amerykańska EPA wprowadziła system nowcast : Jest to alternatywny wzór przeliczeniowy stosowany w celu zrównoważenia potrzeby uśredniania w zmieniających się warunkach jakości powietrza. Z Wikipedii jest to opisane tak:

NowCast jest obliczany na podstawie danych z monitorowania cząstek stałych z ostatnich 12 godzin, ale NowCast waży dane z ostatnich godzin w większym stopniu niż zwykła średnia z 12 godzin, gdy zmienia się poziom substancji zanieczyszczających. Do obliczania AQI zamiast 24-godzinnego średniego stężenia PM używa się narzędzia NowCast do czasu monitorowania stężeń godzinnych w całym dniu kalendarzowym.”

Wzór używany do obliczenia AQI NowCast może wydawać się barbarzyński dla nienaukowców.

and W_min = ¹/₂ and N = 12

Ale w rzeczywistości jest to całkiem proste, jeśli spojrzymy na zastosowany przykład dotyczący jakości powietrza w Pekinie.

Wynik obliczonego obecnie wskaźnika AQI jest nadal bardzo wyraźny pod względem uśredniania, co najmniej znacznie większy niż oczekiwałby ktoś żyjący w azjatyckim pyle. Jednym z powodów jest to, że współczynnik wagi, który służył do określenia poziomu zmiany, ma próg ustawiony na minimum 0,5, podczas gdy w rzeczywistości jego wartość jest w wielu przypadkach znacznie niższa niż 0,5. Poniższy wykres przedstawia ten progowy współczynnik masy, gdzie kolor czerwony oznacza wagi poniżej 0,5

Obecna formuła, tak jak jest obecnie definiowana, jest owocem badań opartych na poziomach jakości powietrza w Ameryce. Podczas gdy w przypadku USA zapewnia to dokładne raportowanie bieżących warunków, może nie mieć to miejsca w przypadku Azji, gdzie dynamika jakości powietrza jest znacznie większa. Z tego powodu uważamy, że obecnie opracowaną formułę należy dostosować do każdego kontynentu.

Na razie formuła konwersji stosowana w projekcie Światowego Wskaźnika Jakości Powietrza, a także w chińskiej misji AQI (aka ambasada USA w Pekinie, konsulat USA w Szanghaju itp.) jest nadal oparta na „ Instant AQI ”, czyli „InstantCast”. (tj. żadnego uśredniania). Jednak biorąc pod uwagę wyniki tej propozycji „Asian Nowcast”, być może wkrótce zostanie ona zaktualizowana.