Univ. of Arizona (credits)
米国 EPA がオゾン 8 時間ブレークポイントの AQI 基準を更新してから、すでに数か月が経過しています[1] 。これは間違いなく、米国の大気質の強化に向けた前向きな一歩です。なぜなら、米国 EPA 基準は、たとえばインド、中国、ヨーロッパの同様の基準と比較して、オゾンに関して最も保守的でない基準の 1 つであるためです。
しかし、さらに興味深いことに、 AirNow は最近、Ozone NowCast方式を導入してさらに一歩前進しました。これにより、1 時間のブレークポイントの代わりに加重 8 時間のブレークポイント標準を使用できるようになります。この変更は、AirNow チームが一般に広く伝えていなかったことですが、Ozone AQI のレポート方法に大きな変化をもたらします。これがこの記事で取り上げることになります。
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オゾン汚染：地球規模の問題
Now Cast フォーミュラの詳細に入る前に、一歩下がってオゾン汚染を地球規模の問題として見てみる価値があります。 NOAAが行った大気中のオゾン総濃度シミュレーションは、オゾン濃度が高い地域と低い地域の概要をよく示していますが、地球規模の気候条件が国境を越えた汚染にどのような影響を与えているかも示しています。
上のシミュレーションは、地表から高さ 20 KM までの総大気濃度を示しており、したがって、善玉オゾン (上部成層圏の「オゾン層」) と対流圏の悪玉オゾンの両方が含まれています。
オゾン汚染について語るとき、それは対流圏のオゾンであり、特に健康への影響を定量化するために重要となるのは表面濃度です。さらに、対流圏のオゾンは日周サイクルを持っており、気温が最高となる午後に汚染のピークがあり、夜間にはほとんど汚染がありません。このサイクルは、予測される地上濃度に基づいた以下のアニメーションで明確に見ることができます。
当然のことながら、オゾン汚染は表面濃度であっても依然として世界的な問題です（南半球の国では夏の間に濃度が高くなります）。
特に中国を見ると、オゾンが主な汚染物質となることが実際に増えており、PM 2.5汚染を上回っています。主な説明は、中国の大気汚染を減らすために行われた最近の取り組みがすべて非常に効果的であり、PM 2.5濃度が大幅に減少したということです[5] 。
さらに、PM 汚染は実際に地球温暖化を冷却する役割を果たしています (つまり、太陽光を反射することで地球温暖化を減少させます)。つまり、PM 汚染が減少すると、青空の日の数も減ります (それは良いことです!) が、副作用として 1 日の最高気温が上昇します。温度はオゾン生成に影響を与える要素の 1 つであるため、温度の上昇はオゾンの増加を意味します。
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Instant Cast と Now Cast AQI の比較
オゾン汚染が夏の暑い日中に主な汚染物質になる傾向があることが知られている現在、オゾン AQI 計算が全体的な AQI に与える影響を完全に理解することがさらに重要です。
以下の 2 つのグラフは、中国の 5 つの異なる都市の AQI を示しています。上のグラフは、aqicn.org で現在公開されている AQI (インスタント キャスト式を使用) を示し、下のグラフは、AirNow NowCast AQI 式を使用した場合の AQI を示しています。
NowCast AQI の最も顕著な問題は、実際の (過去 1 時間ごとのデータ) AQI が低い場合にオーバーシュートし、非常に高い AQI を報告する傾向があることです。例えば：
- For Beijing on Thursday August 3rd as 11PM, the Now Cast AQI is reporting an AQI for
158(Unhealthy) while the actual AQI is45(Good). - For Shanghai on Friday 29th July at 20PM, the Now Cast AQI is reporting an AQI for
180(Unhealthy) while the actual AQI is50(Good).
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アジアのPM 2.5 Now Castで行われているように、NowCast の式を微調整しようとしても、オゾンではうまく機能しません (N=3 時間、最小重量 = 0.1 の場合の以下のグラフを参照)。その理由は、オゾンは午後にピークを迎える日周サイクルを持っているため（気温のピークと相関関係がある）、そのため、どのような平均をとってもピークを数時間相殺するだけだということです。必要なのは数時間前の大気質ではなく現在の大気質を報告することなので、それは間違いです。
Wmin = and N =
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弱い 1 時間のオゾン ブレークポイント
ただし、waqi.info と aqicn.org で使用されているオゾンの現在のインスタント キャスト式には問題があります。それは、インスタント キャストのブレークポイントが、米国 EPA の 1 時間の大気質基準に基づいているということです。この基準は依然として世界基準の 1 つです。 AQI が 200 未満の他の EPA 基準と比較した最も安全性の低いオゾン基準 (右のグラフを参照)。
STP USを使用したppbからmg/m3への変換
注意: 軸のスケールは直線的ではありません。
米国 EPA のこの低い基準には、かなりの理由があります。まず、USEPA は 8 時間基準の改善にまず焦点を当てました。8 時間基準は年次報告書に使用されているため、これは良いことです。これは、現在放送で使用されている標準でもあります (ナウキャスト フォーミュラとともに)。そのため、ナウキャスト フォーミュラに関連するすべての問題にもかかわらず、まずこの標準に焦点を当てるのは理にかなっています。おそらく、米国 EPA は現在、同じ 1 時間基準への更新に取り組んでいますが、それが実現するにはかなりの時間がかかり、かなりのロビー活動が必要になる可能性があります。
そのため、米国 EPA が 1 時間基準を改善し、世界の他のオゾン基準と比較して後れをとらない基準を設定するのを待つ間、世界大気質指数プロジェクトは、より適切に反映できる既存の基準を検討してきました。これにより、8 時間のブレークポイントに基づいた無関係な NowCast 式を使用する必要がなくなります。
インスタントキャストオゾンブレークポイントを更新
検討され、すぐに削除されたオプションの 1 つは、1 時間のブレークポイントではなく 8 時間のブレークポイントに基づいてインスタント キャストを使用することでした (PM 2.5に対して実際に行われているように、AQI は 24 時間を想定して報告されます)暴露）。オゾンに対してこのソリューションを使用しない理由は、日周期にあり、8 時間の暴露がどの程度になるかを評価するのは簡単ではありません。たとえば、午前 10 時に AQI が 35 であると報告された場合、午後 2 時の AQI は何を意味しますか? 80、120、180になるでしょうか？これは、同様の視程と湿度条件下では、AQI が 1 日を通して同様であると推測できる PM とはまったく異なります[6] 。
他のオプションについては、分析では、世界中の 20 以上の EPA の既存の基準、 WHOの推奨事項、 TOARプロジェクトの世界中の研究者からの予備調査結果、および UNEP CCA Coalitionカタログの研究論文が対象となりました。規格を選択する際の追加の制約は、公式に承認された規格を使用することでした。また、健康への影響を誇張しすぎず、過小評価することもないため、中央値に近い値も含まれます。
最良の選択肢は CN MEP 1 時間標準であると思われます。これは、200 未満の AQI については US-EPA 1 時間標準よりもはるかに安全です (200 を超えると、2 つの標準は同じです)。以下の 2 つのグラフは、古いブレークポイント (上) と新しいブレークポイント (下) に基づいた Ozone インスタント キャスト AQI を示しています。ブレークポイントは 50 ～ 200 の AQI に対してのみ更新されるため、カラー グラフ上で「目に見える」違いは、 Moderate 、 USGおよびUnhealthy AQI のみであることに注意してください。
| Index Values | | AQI Category | Instant Cast Ozone | breakpoints (ppm) US EPA 1-hour Ozone | breakpoints (ppm) 0 - 50 | Good | 0 - 62.5 | - | 51 - 100 | Moderate | 62.5 - 101.5 | - | 101 – 152 | Unhealthy | for Sensitive Groups 101.5 - 152.5 | 125 - 165 | 151 – 200 | Unhealthy | 152.5 - 205 | 165 - 205 | 201 – 300 | Very Unhealthy | 205 - 405 | 205 - 405 | 301 – 500 | Hazardous | 405 - 605 | 405 - 605 | |
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結論
