Vorhersage der Luftqualität in Nordindien
Air Quality Forecasting in Northern India

Posted on February 28th 2016
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Himalayan Mountains seen from Space

In den letzten Monaten hat das World Air Quality-Team an der Analyse mehrerer neuer Luftqualitäts-Prognosemodelle sowie an der Verbesserung des Demonstrators für das Luftqualitäts-Prognosemodell gearbeitet.

In diesem Artikel wird der neueste Prognosemodell-Demonstrator vorgestellt, der auf der Gridded Population of the World ( GPW ) basiert und zur Analyse der Luftqualitätsprognose für die Region Nordindien (einschließlich Bangladesch, Pakistan und Nepal) eingesetzt wird.


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Das Vorhersagemodell und die Berechnung basieren immer noch auf der GFS-Windvorhersage, da wir im vorherigen Artikel über die Vorhersage in der Region Peking gezeigt haben, dass der Wind eine wesentliche Komponente für die Vorhersage der Luftqualität ist.

Anders als in der vorherigen Simulation, bei der die Verschmutzungsquellen willkürlich an bestimmten Orten in der Region Hebei lokalisiert wurden, basiert das für diese Nordindien-Prognose verwendete Modell auf der Gridded Population of the World (auch bekannt als GPW 2015 ) der University of Columbia CIESIN [1] :

Es wird davon ausgegangen, dass die Wahrscheinlichkeit einer anthropogenen Verschmutzung umso höher ist, je mehr Menschen in einem bestimmten Gebiet leben.

Dies ist in der Tat keine hundertprozentig korrekte Annahme, da die durch die Schwerindustrie verursachte Umweltverschmutzung viel höher sein kann als die durch die Bevölkerung verursachte Umweltverschmutzung, aber darauf werden wir in unserem nächsten Artikel eingehen. In diesem Artikel geht es also darum, den Einfluss des Windes auf die Verschmutzung unter der Annahme einer Korrelation zwischen Bevölkerungsdichte und Schadstoffkonzentration zu überprüfen.


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Das Bild unten zeigt das für die Simulation verwendete Dichtemodell (mit einer Auflösung von 0,2°). Jedes „Pixel“ oder jeder Punkt auf dieser Rasterkarte wird als Verschmutzungsquelle betrachtet. Die grüne Farbe wird für Regionen mit geringer Dichte verwendet, die nur sehr geringe Mengen an Umweltverschmutzung verursachen, während dunklere Farben Zonen darstellen, in denen sowohl die Bevölkerung als auch die erzeugte Umweltverschmutzung höher ist.


Population Density (persons per square meter)

Die folgende Animation zeigt die Echtzeitkonzentration basierend auf tatsächlichen [2] Winddaten. Beachten Sie, dass die Farbkodierung und die zugehörigen Konzentrationswerte willkürlich sind und nicht ohne weitere Arbeit eins zu eins den AQI-Werten zugeordnet werden können (und sollten). Die Grundidee besteht darin, anhand der vorhergesagten Windverhältnisse die Zonen darzustellen, die mit größerer Wahrscheinlichkeit eine hohe oder sehr hohe Schadstoffkonzentration aufweisen.

high
-
very high

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Particule Concentration Scale:
Air Quality Forecast Viewer
-
Loading ...

Forecast Time:


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Ohne allzu große Überraschung weist Neu-Delhi eine hohe Verschmutzungskonzentration auf, aber wirklich interessant ist es, die Situation in Neu-Delhi mit Peking zu vergleichen: In Peking gibt es im nahen Norden buchstäblich fast keine anthropogene Verschmutzung, also Wenn der Wind aus Norden weht, wird die Luft sofort gereinigt. Aber für Neu-Delhi ist die Bevölkerungsdichte im Norden immer noch recht hoch, sodass die Chance, sofort saubere Luft aus dem Norden zu bekommen, viel geringer ist. Mit anderen Worten: Neu-Delhi benötigt viel mehr Belüftung (oder kumulierte Windkraft), um die Luft zu reinigen.

Die zweite Beobachtung betrifft die Situation in Bangladesch: Aus der obigen Simulation geht hervor, dass die Umweltverschmutzung in Bangladesch offensichtlich durch die Nähe der Berge im Osten und Norden eingeschränkt wird. Das ist eigentlich keine Überraschung für jemanden, der in Dhaka gelebt hat.

Leider gibt es zum Zeitpunkt des Schreibens tatsächlich keine verfügbaren Überwachungsstationen in Bangladesch / Dhaka, sodass es nicht möglich ist, die Vorhersagegenauigkeit anhand der tatsächlichen Beobachtungen zu überprüfen.

(Hinweis: Wenige Tage nachdem dieser Artikel geschrieben wurde, begann das US-Konsultat in Dhaka mit der Veröffentlichung seiner Luftqualitätsdaten, die Sie unter diesem Link finden können: city/bangladesh/dhaka/us-consulate ).

Weitere Informationen zur Luftqualität in Bangladesch finden Sie auf dieser Seite: Land/Bangladesch/ .


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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Prognosemodell noch lange nicht vollständig ist, aber zumindest den Vorteil hat, die Auswirkungen des Windes auf die Schadstoffkonzentration in Nordindien zu zeigen und insbesondere, wie das Himalaya-Gebirge die Luftverschmutzung einfängt. In der nächsten Version werden wir eine erweiterte Version für die Verschmutzungsquellen einführen und dabei bekannte positive Flüsse berücksichtigen, die wir aus Beobachtungen ableiten können.


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Hinweis: Um den Echtzeit-Prognose-Viewer in die Lage zu versetzen, eine so große Region abzudecken, musste unser Team hart an einigen Verbesserungen und Optimierungen arbeiten. Wir arbeiten derzeit an einer noch weiter optimierten Version, die mehr als 10.000 Partikel verarbeiten kann, und erwägen, den Code als Open Source zu veröffentlichen. Wenn Sie also interessiert sind, senden Sie uns eine Nachricht über das „Diskussions“-Board unten (wir werden dies nur tun). Machen Sie es nur dann Open Source, wenn genügend Nachfrage dafür besteht.



[1] Center for International Earth Science Information Network
[2] so, if you check this animation tomorrow, you might see a very animation
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  • AQI Scale: What do the colors and numbers mean?
  • Using Statistical Distances for Real-time Sensor Networks Validation
  • Nitrogen Dioxyde (NO2) in our atmosphere
  • Über Messungen zur Luftqualität und Verschmutzung

    Über die Luftqualitätsstufen

    -Luftqualitätswerte (AQI)Stufen zur Bewertung der Gesundheitsgefährdung
    0 - 50GutDie Luftqualität wird als zufriedenstellend angesehen, und die Luftverschmutzung birgt wenig oder kein Risiko.
    51 -100MäßigLuftqualität ist akzeptabel; Bei einigen Schadstoffen kann es jedoch für eine sehr kleine Anzahl von Personen, die gegenüber Luftverschmutzung ungewöhnlich empfindlich sind, zu einem mäßigen Gesundheitsrisiko kommen.
    101-150Ungesund für sensible GruppenMitglieder von sensiblen Gruppen können gesundheitliche Auswirkungen haben. Die breite Öffentlichkeit wird wahrscheinlich nicht betroffen sein.
    151-200UngesundGesundheitliche Auswirkungen sind für jeden spürbar; für sensible Gruppen besteht möglicherweise ein ernstes gesundheitliches Risiko.
    201-300Sehr UngesundNotfallwarnung vor Gesundheitsgefahren. Die Gesamtbevölkerung ist davon wahrscheinlich betroffen.
    300+GefährlichGesundheitswarnung: Jeder kann ernstere gesundheitliche Auswirkungen haben

    Um mehr über Luftqualität und -verschmutzung zu erfahren, gehen Sie auf die Seite Luftverschmutzung (Wikipedia) oder den AIRNow Leitfaden für Luftqualität und Ihre Gesundheit der US-amerikanischen Umweltagentur.

    Sehr nützliche Gesundheitsratschläge gibt der Pekinger Arzt Richard Saint Cyr MD, www.myhealthbeijing.com in seinem Blog.


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