A visual study of Wind impact on PM2.5 Concentration

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

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 refined 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 mountains 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 particles will get blocked by the mountains 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 emitting one particle every hour. The more the number of particles 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 advantage 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
  • AQI Scale: What do the colors and numbers mean?
  • Using Statistical Distances for Real-time Sensor Networks Validation
  • Nitrogen Dioxyde (NO2) in our atmosphere
  • O měření kvality ovzduší a znečištění:

    O úrovních kvality ovzduší

    -Hodnoty indexu kvality ovzduší (AQI).Úrovně obav o zdraví
    0 - 50DobrýKvalita ovzduší je považována za uspokojivou a znečištění ovzduší představuje malé nebo žádné riziko
    51 -100MírnýKvalita ovzduší je přijatelná; u některých znečišťujících látek však může existovat mírný zdravotní problém u velmi malého počtu lidí, kteří jsou neobvykle citliví na znečištění ovzduší.
    101-150Nezdravé pro citlivé skupinyČlenové citlivých skupin mohou mít účinky na zdraví. Obecná veřejnost pravděpodobně nebude zasažena.
    151-200NezdravýKaždý může začít projevovat účinky na zdraví. členové citlivých skupin mohou mít vážnější účinky na zdraví
    201-300Velmi NezdravéZdravotní varování při havarijních podmínkách. Celá populace je pravděpodobněji postižena.
    300+NebezpečnýZdravotní upozornění: každý může mít vážnější zdravotní účinky

    Chcete-li se dozvědět více o kvalitě ovzduší a znečištění, podívejte se na téma Kvalita ovzduší na wikipedii nebo na airnow průvodce Kvalita ovzduší a vaše zdraví .

    Velmi užitečné zdravotní rady pekingského lékaře Richarda Saint Cyr MD najdete na blogu www.myhealthbeijing.com .


    Upozornění na použití: Veškeré údaje o kvalitě ovzduší jsou v době zveřejnění neplatné a vzhledem k zajištění kvality mohou být tyto údaje kdykoli změněny bez upozornění. Projekt Světový index kvality ovzduší vynaložil veškeré přiměřené schopnosti a péči při sestavování obsahu těchto informací a za žádných okolností Projektový tým Světového indexu kvality ovzduší nebo jeho zástupci nesou odpovědnost za smluvní, delikt nebo jinou odpovědnost za jakoukoliv ztrátu, zranění nebo škodu vzniklou přímo nebo nepřímo z poskytování těchto údajů.



    Settings


    Language Settings:


    Temperature unit:
    Celcius