Univ. of Arizona (credits)
自從美國環保署更新臭氧 8 小時斷點 AQI 標準以來已經有幾個月了[1] 。這絕對是加強美國空氣品質的積極一步，因為與印度、中國或歐洲的類似標準相比，美國 EPA 標準實際上是最不保守的臭氧標準之一！
但更有趣的是， AirNow最近更進一步，引入了 Ozone NowCast公式，該公式允許使用加權 8 小時斷點標準代替 1 小時斷點。 AirNow 團隊並未向公眾廣泛傳達這一變化，但它對臭氧 AQI 的報告方式產生了相當大的變化，這就是我們將在本文中討論的內容。
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臭氧污染：一個全球性問題
在詳細了解 Now Cast 公式之前，值得退後一步，將臭氧污染視為全球性問題。美國國家海洋暨大氣總署 (NOAA)進行的大氣總臭氧濃度模擬很好地概述了臭氧濃度高/低的區域，同時也顯示了全球氣候條件如何影響跨境污染。
上述模擬顯示了從地表到 20 公里高度的總大氣濃度，因此既包含好臭氧（平流層上部的「臭氧層」），也包含對流層中的壞臭氧。
當人們談論臭氧污染時，指的是對流層臭氧，尤其是表面濃度，這對於量化對健康的影響至關重要。而且，對流層臭氧有晝夜循環，下午氣溫達到最高時污染達到高峰，夜間幾乎沒有污染。這個循環可以在下面的動畫中清楚地看到，它是基於預測的地面濃度。
毫不奇怪，即使就地表濃度而言，臭氧污染仍然是一個全球性問題（南半球國家在夏季的濃度會更高）。
特別是在中國，臭氧實際上越來越成為主要污染物，超過了 PM 2.5污染。主要的解釋是，近年來中國為減少空氣污染所做的努力確實有效，PM 2.5濃度顯著下降[5] 。
此外，PM污染實際上起到了全球暖化冷卻器的作用（即透過反射太陽光來減少全球暖化）。因此，當 PM 污染減少時，藍天天數也會減少（這很好！），但副作用是每日高峰氣溫會升高。由於溫度是影響臭氧產生的因素之一，因此溫度升高也意味著臭氧增加
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Instant Cast 和 Now Cast AQI 對比
既然知道臭氧污染往往成為炎熱夏季的首要污染物，那麼充分了解臭氧AQI計算對整體AQI的影響就顯得格外重要。
下面兩張圖顯示了中國5個不同城市的AQI。上圖顯示了今天在 aqicn.org 上發布的 AQI（使用即時轉換公式），下圖顯示了使用 AirNow NowCast AQI 公式得出的 AQI。
NowCast AQI 最引人注目的問題是，當實際（過去每小時的數據）AQI 較低時，它往往會超調並報告極高的 AQI。例如：
- 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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嘗試微調 NowCast 公式（如在亞洲的 PM 2.5 Now Cast中所做的那樣）對於 Ozone 效果不佳（參見下圖，N=3 小時，最小重量=0.1）。原因是臭氧有一個晝夜週期，在下午達到高峰（與溫度高峰相關），因此任何類型的平均值只會將高峰抵消幾個小時。這是錯誤的，因為需要報告的是現在的空氣質量，而不是幾個小時前的空氣品質。
Wmin = and N =
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弱一小時臭氧斷點
然而，waqi.info 和 aqicn.org 上使用的當前臭氧 Instant Cast 公式存在一個問題：Instant Cast 斷點基於美國 EPA 1 小時空氣品質標準，該標準仍屬於美國 EPA 1 小時空氣品質標準。與AQI 低於200 的其他EPA 標準相比，臭氧標準最不安全（見右圖）。
使用STP US將 ppb 轉換為 mg/m3
注意：軸刻度不是線性的。
美國環保署制定如此低的標準有很多原因：首先，美國環保署首先專注於提高 8 小時標準，這是一件好事 - 因為 8 小時標準用於年度報告。它也是現在廣播中使用的標準（與現在鑄造公式一起），因此首先關注該標準是有意義的，儘管存在與現在鑄造公式相關的所有問題。最有可能的是，美國環保署現在正在努力對 1 小時標準進行相同的更新，但這可能需要相當長的時間，並且需要大量的遊說。
因此，在等待美國環保署改進1小時標準，制定一個不落後於世界其他臭氧標準的標準的同時，世界空氣品質指數計畫一直在尋找現有的標準，以更好地反映空氣品質對健康的影響，且無需使用基於8 小時斷點的不相關的NowCast 公式。
更新了即時施法臭氧斷點
One of the options which has been considered, and immediately dropped was to use an Instant Cast based on the 8 hours breakpoints instead of the 1 hour breakpoints (like it is actually done for PM 2.5 , where the AQI is reported assuming a 24-hour曝露).不使用這種臭氧解決方案的原因是晝夜循環，這使得評估 8 小時的暴露時間變得不那麼容易。例如，如果上午 10 點的 AQI 報告為 35，那麼下午 2 點的 AQI 意味著什麼？是80、120還是180？這與 PM 完全不同，人們可以猜測，在相似的能見度和濕度條件下，全天 AQI 都相似[6] 。
對於其他選項，分析涵蓋了全球 20 多個 EPA 的現有標準、世界衛生組織的建議、 TOAR計畫的全球研究人員的初步調查結果以及 UNEP CCA 聯盟目錄中的研究論文。選擇標準的另一個限制是使用官方批准的標準。以及接近中位數標準，因為它不會過度誇大健康影響，也不會低估它。
最好的選擇似乎是 CN MEP 1 小時標準，對於 AQI 低於 200 的情況，該標準比 US-EPA 1 小時標準安全得多（高於 200，兩個標準相同）。下面的兩張圖顯示了基於舊斷點（上）和新斷點（下）的臭氧即時投射 AQI。請注意，由於僅針對 50 到 200 之間的 AQI 更新斷點，因此顏色圖上唯一「可見」的差異是針對中等、 USG和不健康AQI。
| 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
