فولوس (باليونانية: Βόлος) هي مدينة ساحلية ساحلية. يبلغ عدد سكانها 144,449 نسمة (2011)، وهي أيضًا سادس أكبر مدينة في اليونان من حيث عدد السكان. وهي مركز صناعي مهم، في حين يوفر ميناؤها جسرا بين أوروبا وآسيا. يوجد حاليًا 5 محطات في فولوس: واحدة من وكالة حماية البيئة اليونانية ، توفر بيانات كل ساعة من محطة BAM احترافية، و4 محطات في الوقت الفعلي منخفضة التكلفة من شبكة lutf-daten :

تقع محطة فولوس EPA في مبنى الإدارة اللامركزية في ثيساليا ووسط اليونان . وتقع جميع المحطات الأخرى أيضًا في المناطق السكنية، باستثناء أرجونافتون التي تقع بجوار الميناء.

حركة المرور في الميناء ليست ضئيلة، حيث يبلغ متوسط وصول/مغادرة 8 سفن يوميًا ، و80% من السفن عبارة عن بضائع - في وقت كتابة هذا التقرير.

يمكن أن تكون إحدى المشاكل المعروفة المتعلقة بالبضائع هي التلوث الجزيئي الناتج عن أنابيب العادم، بسبب الوقود منخفض الجودة . ولكن بالنظر إلى المنظر البانورامي من حيث تقع محطة أرجونافتون، فإن المسافة إلى الشحنات بعيدة بما يكفي بحيث لا تبرر مصدرًا ثابتًا لتلوث الهواء. يمكن للمرء أن يتوقع أن يرى عدة مرات عندما يكون الهواء أكثر تلوثًا في أرجونافتون، خاصة عندما تقوم القوارب الكبيرة بالمناورة، ولكن ليس طوال الوقت. بعد كل شيء، هذا فقط 8 سفن تناور في اليوم.

بناءً على المعلومات الواردة من موقع المحطات، يمكن للمرء أن يتوقع أن جميع المحطات تتفق على مستويات مماثلة من تلوث الهواء، باستثناء أحداث تلوث أعلى متفرقة لأرجونافتون. ولكن حسنًا، لسوء الحظ، هذا ليس هو الحال حقًا، كما تم تأكيده من الرسم البياني للسلسلة الزمنية أدناه:

تشير مخططات السلاسل الزمنية بوضوح إلى أن البيانات الخاصة بأرجونافتون تبدو مبالغة في التقدير مقارنة بالمحطات الأخرى. وبالمثل، تبدو البيانات الخاصة بـ Dimarxou أقل من التقديرات.

من الأفضل تسليط الضوء على المشكلة من خلال تصور النسبة المئوية الـ 75 اليومية لـ AQI، والتي تم رسمها باستخدام نطاق ألوان AQI المقابل. الانحراف عن أرجونافتون واضح. علاوة على ذلك، من الممكن التمييز بين مجموعتين تتمركزان حول ريجا فيرايو + كاستانياس وفولوس إي بي إيه + ديماركسو.

عندما يتعلق الأمر بمقارنة السلاسل الزمنية المترابطة، فإن الأفضل هو مقارنة توزيعاتها الاحتمالية. تمثل الرسوم البيانية الثلاثة أدناه توزيع الكثافة، وCDF (وظيفة التوزيع التراكمي) وQQ (باستخدام Volos EPA كمرجع CDF). تعتمد جميع هذه الرسوم البيانية الثلاثة على بيانات السلاسل الزمنية للـ 30 يومًا الماضية، ولكن يمكنك أيضًا تحديد نطاق زمني محدد في الرسوم البيانية للسلاسل الزمنية الأولى، وسيتم تحديث تلك الرسوم البيانية الثلاثة باستخدام القيم من النطاق الزمني المحدد.

وبالنظر إلى التوزيع الاحتمالي بالعين المجردة، فمن الواضح أن هناك فرقًا كبيرًا بين محطة Argonafton وDimarxou ومحطة Volos EPA المرجعية. تجدر الإشارة إلى أن هناك "عثرة" حول AQI 150: والسبب هو أن مخطط التوزيع يعتمد على AQI بدلاً من التركيز الخام، كما أن نطاق AQI الأكثر إحكاما [150,200] (مقارنة بـ [100,150]) يجعل كثافة AQI أكبر من 150 مقارنة بـ <150.

عندما يتعلق الأمر بقياس هذا الاختلاف، فمن الممكن استخدام مفهوم المسافة الإحصائية لتحديد "مدى الملاءمة". المسافات الأكثر شهرة هي مسافات كولموجوروف-سميرنوف، فاسرشتاين وكرامر-فون ميسس (لمقدمة جيدة عن تلك المسافات، راجع هذه الشروحات الممتازة). يوضح الجدول أدناه المسافات بناءً على بيانات 30 يومًا (سيتم تحديث القيم إذا قمت بتحديد نطاق زمني من الرسم البياني الرئيسي للسلسلة الزمنية).

في حين أن مسافة Kolmogorov-Smirnov لا تلتقط المسافات النسبية بشكل صحيح (تسليط الضوء على Dimarxou حتى Argonafton)، فإن مسافات Wasserstein وCramér-von Mises تسلط الضوء على مسافة أكبر واضحة لأرجونافتون. تستند القيم الواردة في الجدول أعلاه إلى بيانات 30 يومًا. تعتمد الرسوم البيانية الثلاثة أدناه على المتوسط المتحرك لمدة 7 أيام خلال الثلاثين يومًا الماضية.

تؤكد هذه الرسوم البيانية أنه باستخدام مسافة Wasserstein أو Cramér-von، تكون المسافة من محطة Argonafton وVolos EPA دائمًا أكبر بمرتين على الأقل من المسافة بين المحطات الأخرى.

من أجل تأكيد الفرضية القائلة بأن محطة أرجونافتون تنتج قراءات تركيز غير طبيعية ومبالغ فيها، نحتاج إلى إلقاء نظرة على بيانات الأرصاد الجوية: الحالة التي يمكن أن تشهد فيها محطة أرجونافتون تركيزات أعلى هي عندما تهب الرياح من الجنوب، أي حيث ستحمل الرياح أبخرة أنابيب عادم البضائع نحو المحطة.

الخطوة الأولى هي التحقق من متوسط اتجاه الرياح وسرعتها خلال الثلاثين يومًا الماضية. يتم الحصول على بيانات الرياح من محطة Volos Airport METAR ، بالإضافة إلى محطة الأرصاد الجوية Netatmo Tthiseos . تمثل وردتا الريح عدد المرات التي تهب فيها الرياح في كل اتجاه.

يُظهر كلا المخططين أن الرياح تهب بشكل رئيسي من الغرب أو الشرق وأقل بكثير من الجنوب. نظرًا لوجود جبال في الجزء الشمالي من فولوس، فلا توجد رياح بالأسفل من الشمال.

بناءً على هذا التأكيد التجريبي بأن الرياح تهب من الجنوب بشكل أقل من الاتجاه الآخر، لا يمكن استنتاج أن أنابيب عادم البضائع هي السبب في ارتفاع تركيزات _PM2.5 في محطة أرجونافتون. تم إبطال هذه الفرضية أيضًا من خلال مخطط الارتباط بين 3 محطات واتجاه رياح المطار، مما يوضح أنه لا يوجد دليل واضح (لأي من المحطات) على أن الرياح الجنوبية تنطوي على تركيزات عالية.

وأخيرًا، نحتاج أيضًا إلى التحقق مما إذا كانت مشكلة Argonafton مرتبطة بالرطوبة النسبية. يمكن أن تكون المشكلة، على سبيل المثال، بسبب ارتفاع نسبة الرطوبة مما يجعل حجم الجسيمات أكبر وبالتالي يعني تركيزًا أعلى. ويؤكد مخطط الارتباط أدناه أن هذا غير صحيح، حيث لا يوجد دليل واضح على أن التركيز يتناسب مع الرطوبة.

في هذه المقالة، كنا نبحث في وسائل القياس الكمي وتأهيل جودة البيانات لمحطات الوقت الحقيقي. بافتراض وجود محطة مرجعية موثوقة، فقد أظهرنا أن القياس الكمي باستخدام مسافة Cramér-von Mises أو مسافة Wasserstein يمكن أن يشير إلى مشكلات تتعلق بأي بيانات للمحطة.

لقد أظهرنا أيضًا أن المسافة في حد ذاتها ليست كافية، ولكي نكون أكثر دقة، ينبغي فهم سياق المحطة. مثل موقعها وظروف الأرصاد الجوية. ومع ذلك، نظرًا لأن السياق ليس شيئًا يمكن تشغيله آليًا، فإن الحل النهائي المستخدم لمشروع WAQI يتمثل في تأهيل محطة تكون المسافات الإحصائية إلى المحطة المرجعية فيها أقل من 1/4. سيتم تفعيل ذلك خلال الأسابيع المقبلة (راجع aqicn.org/station/ للاطلاع على خريطة المحطات في الوقت الفعلي.

هذه المقالة جزء من السلسلة، وفي المقالة التالية سننظر في وسائل تأهيل المحطة التي لا تتوفر فيها محطة مرجعية.