(credits)
2008 সালে, যখন ওয়ার্ল্ড এয়ার কোয়ালিটি প্রজেক্ট শুরু হয়, তখন বিদ্যমান সমস্ত বায়ু মানের পর্যবেক্ষণ কেন্দ্র যেখানে অত্যন্ত পেশাদার এবং ব্যয়বহুল BAM এবং TOEM প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে। এই ধরনের স্টেশনগুলি সর্বদা পেশাদার এবং উচ্চ যোগ্য অপারেটরদের দ্বারা রক্ষণাবেক্ষণ করা হয় - এবং এটি নিশ্চিত করে যে এই স্টেশনের আউটপুট বিশ্বস্ত হতে পারে।
12 বছর পরে, BAM এবং TOEM স্টেশন এখনও বিদ্যমান। কিন্তু লেজার স্ক্যাটারিং প্রযুক্তি এবং কম খরচে ধুলো সেন্সরের বিকাশের সাথে, BAM এবং TOEM স্টেশনগুলি এখন প্রচুর এবং ঘন কম খরচের সেন্সর নেটওয়ার্কগুলির দ্বারা ছাড়িয়ে গেছে। আজকাল, এই নেটওয়ার্কগুলির মধ্যে অনেকগুলি রয়েছে - কয়েকটির নাম বলতে: উরাদ, লুফ্ট-ডেটেন, এয়ারকো, এয়ারবিজি, ওপেনসেন্স, ইয়াক্কাও, ইকোনেট, এয়ারকাজ, সিসিডিসি, অ্যাম্বেন্টে, গ্রিন এয়ার ইত্যাদি।
স্বল্প-মূল্যের সেন্সর নেটওয়ার্কের একটি মৌলিক সমস্যা হল তাদের নির্ভরযোগ্যতা: যেহেতু এই সেন্সরগুলির অনেকগুলি সঠিকভাবে রক্ষণাবেক্ষণ করা হয় না (বা একেবারেই রক্ষণাবেক্ষণ করা হয় না), সম্পূর্ণ ভুল পরিমাপ উৎপাদনকারী সেন্সরের পরিমাণ নগণ্য নয়। অধিকন্তু, বেশিরভাগ নেটওয়ার্ক প্রতিলিপিকৃত সেন্সর সহ স্টেশনগুলি ব্যবহার করে না (আমাদের গাইয়া স্টেশনের বিপরীতে, যা 3টি প্রতিলিপিকৃত সেন্সর ব্যবহার করে), যখন একটি একক সেন্সর ব্যর্থ হয় তখন এটি জানা আরও কঠিন করে তোলে।
এই নিবন্ধে, গ্রীসের বিস্ময়কর শহর Volos-এ মোতায়েন করা সেন্সর নেটওয়ার্কের দিকে কোথায় দেখা হবে, এবং অধ্যয়নের অর্থ হল রিয়েল-টাইমে স্টেশন নির্ভরযোগ্যতা যোগ্যতা এবং পরিমাপ করা।
--
গ্রিসের ভোলোস শহর
ভোলোস (গ্রীক: Βόλος) একটি উপকূলীয় বন্দর শহর। 144,449 (2011) জনসংখ্যা সহ, এটি গ্রীসের ষষ্ঠ-সবচেয়ে জনবহুল শহরও। এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ শিল্প কেন্দ্র, যখন এর বন্দর ইউরোপ এবং এশিয়ার মধ্যে একটি সেতু প্রদান করে। ভোলোসে বর্তমানে 5টি স্টেশন রয়েছে: গ্রীক ইপিএ থেকে একটি, পেশাদার বিএএম স্টেশন থেকে প্রতি ঘন্টায় ডেটা সরবরাহ করে এবং লুটফ-ডেটেন নেটওয়ার্ক থেকে 4টি কম খরচের রিয়েল-টাইম স্টেশন:
ভোলোস ইপিএ স্টেশনটি থেসালি এবং সেন্ট্রাল গ্রিসের বিকেন্দ্রীভূত প্রশাসনের ভবনে অবস্থিত। বন্দরের পাশে অবস্থিত আর্গোনাফটন বাদে অন্য সব স্টেশনও আবাসিক এলাকায় অবস্থিত।
বন্দরে ট্র্যাফিক নগণ্য নয়, প্রতিদিন গড়ে প্রায় 8টি জাহাজের আগমন/প্রস্থান , যার 80% জাহাজ কার্গো ছিল - লেখার সময়।
কার্গোগুলির সাথে পরিচিত সমস্যাগুলির মধ্যে একটি হল নিম্নমানের জ্বালানীর কারণে নিষ্কাশন পাইপ থেকে কণা দূষণ। কিন্তু প্যানোরামাটি যেখান থেকে আর্গোনাফটন স্টেশনটি অবস্থিত তা দেখে, কার্গোগুলির দূরত্ব একটি ধ্রুবক বায়ু দূষণের উত্সকে ন্যায্যতা দেওয়ার জন্য যথেষ্ট দূরে নয়। কেউ কয়েকবার দেখার আশা করতে পারে যখন আর্গোনাফটনে বাতাস বেশি দূষিত হয়, বিশেষ করে যখন বড় নৌকাগুলি চালনা করছে, তবে সব সময় নয়। সব পরে, যে মাত্র 8 জাহাজ একটি দিন maneuvering.
--
বিগত 30 দিনের সময়-সিরিজ ডেটা
স্টেশনগুলির অবস্থান থেকে পাওয়া তথ্যের উপর ভিত্তি করে, কেউ আশা করতে পারে যে আর্গোনাফটনের জন্য বিক্ষিপ্ত উচ্চ দূষণের ঘটনাগুলি বাদ দিয়ে সমস্ত স্টেশন বায়ু দূষণের একই স্তরে একমত। কিন্তু ভাল, দুর্ভাগ্যবশত, এটি সত্যিই ক্ষেত্রে নয়, নীচের সময়-সিরিজ গ্রাফ প্লট থেকে নিশ্চিত করা হয়েছে:
টাইম-সিরিজ প্লট স্পষ্টভাবে নির্দেশ করে যে Argonafton- এর ডেটা অন্যান্য স্টেশনের তুলনায় আনুমানিক বেশি বলে মনে হচ্ছে। একইভাবে, ডিমার্ক্সউ- এর ডেটা আনুমানিক কম বলে মনে হচ্ছে।
সমস্যাটি হাইলাইট করার জন্য আরও ভাল হল দৈনিক 75তম AQI পার্সেন্টাইল, সংশ্লিষ্ট AQI রঙের পরিসর ব্যবহার করে প্লট করা। Argonafton থেকে বিচ্যুতি সুস্পষ্ট. অধিকন্তু, রিগা-ফেরাইউ+কাস্তানায়াস এবং ভোলোস ইপিএ+ডিমার্ক্সউ কেন্দ্রিক দুটি ক্লাস্টারকে আলাদা করা সম্ভব।
--
সময়ের সিরিজ পার্থক্য পরিমাপ করা
যখন পারস্পরিক সম্পর্কযুক্ত সময়-সিরিজ তুলনা করার কথা আসে, তখন তাদের সম্ভাব্য বন্টনগুলি তুলনা করাই সর্বোত্তম। নীচের 3টি গ্রাফ ঘনত্ব বন্টন, CDF (ক্রমবর্ধমান বিতরণ ফাংশন) এবং QQ (রেফারেন্স CDF হিসাবে Volos EPA ব্যবহার করে) প্রতিনিধিত্ব করে। এই সমস্ত 3টি গ্রাফ গত 30 দিনের টাইম-সিরিজ ডেটার উপর ভিত্তি করে তৈরি, তবে আপনি প্রথম টাইম-সিরিজ গ্রাফগুলিতে একটি নির্দিষ্ট সময়সীমাও নির্বাচন করতে পারেন এবং সেই 3টি গ্রাফ প্রদত্ত সময়সীমার মান ব্যবহার করে আপডেট করা হবে।
Looking at the probabilistic distribution with a naked eye, it is obvious that there is a big difference between Argonafton, Dimarxou and the reference Volos EPA station. It is worth noticing that there is a "bump" around AQI 150: The reason is that the distribution plot is based on the AQI rather than the raw concentration, and the more compact [150,200] AQI range (compared to [100,150]) make the AQI denser for >150 compared to <150.
যখন এই পার্থক্যটি পরিমাপ করার কথা আসে, তখন "গুডনেস-অফ-ফিট" পরিমাপ করতে পরিসংখ্যানগত দূরত্বের ধারণা ব্যবহার করা সম্ভব। সবচেয়ে সুপরিচিত দূরত্ব হল কোলমোগোরভ-স্মিরনভ, ওয়াসারস্টেইন এবং ক্র্যামার-ভন মিসেস দূরত্ব (এই দূরত্বগুলি সম্পর্কে একটি ভাল ভূমিকার জন্য, এই চমৎকার ব্যাখ্যাগুলি পড়ুন)। নীচের সারণীটি 30 দিনের ডেটার উপর ভিত্তি করে দূরত্বগুলি দেখায় (আপনি প্রধান সময়-সিরিজ গ্রাফ থেকে একটি সময়সীমা নির্বাচন করলে মানগুলি আপডেট করা হবে)।
| Station | | | |
|---|
যদিও কোলমোগোরভ-স্মিরনভ দূরত্ব সঠিকভাবে আপেক্ষিক দূরত্বকে ক্যাপচার করে না (ডিমারক্সউকে আর্গোনাফটন পর্যন্ত হাইলাইট করে), ওয়াসারস্টেইন এবং ক্র্যামার-ভন মিসেস দূরত্ব উভয়ই আর্গোনাফটনের জন্য একটি সুস্পষ্ট বৃহত্তর দূরত্বকে হাইলাইট করে। উপরের টেবিলের মানগুলি 30 দিনের ডেটার উপর ভিত্তি করে। নীচের 3টি গ্রাফ গত 30 দিনের 7 দিনের চলমান গড়ের উপর ভিত্তি করে।
এই গ্রাফগুলি নিশ্চিত করে যে Wasserstein বা Cramér-von দূরত্ব ব্যবহার করে, Argonafton স্টেশন এবং Volos EPA থেকে দূরত্ব অন্য স্টেশনগুলির থেকে ক্রমাগত অন্তত দ্বিগুণ বেশি।
আবহাওয়া সংক্রান্ত তথ্য
আর্গোনাফটন স্টেশন যে অস্বাভাবিক এবং অতি-আনুমানিক ঘনত্বের রিডিং তৈরি করছে এই অনুমানটি নিশ্চিত করার জন্য, আমাদের আবহাওয়া সংক্রান্ত ডেটা দেখতে হবে: যে অবস্থার অধীনে আর্গোনাফটন স্টেশনটি উচ্চতর ঘনত্ব দেখতে পারে তা হল যখন বাতাস দক্ষিণ দিক থেকে প্রবাহিত হয়, অর্থাৎ যেখানে বাতাস কার্গো নিষ্কাশন পাইপের ধোঁয়াকে স্টেশনের দিকে নিয়ে যাবে।
প্রথম ধাপ হল গত 30 দিনে বাতাসের গড় দিক এবং গতি পরীক্ষা করা। বাতাসের ডেটা Volos বিমানবন্দর METAR স্টেশন, সেইসাথে Netatmo Tthiseos আবহাওয়া স্টেশন উভয় থেকে প্রাপ্ত করা হয়। দুটি বায়ু গোলাপ প্রতিটি দিক থেকে কতবার বাতাস প্রবাহিত হচ্ছে তা নির্দেশ করে।
উভয় বায়ু গোলাপ প্লট দেখায় যে বায়ু প্রধানত পশ্চিম বা পূর্ব থেকে প্রবাহিত হয় এবং দক্ষিণ থেকে অনেক কম। যেহেতু ভোলোসের উত্তর অংশে পাহাড় রয়েছে, তাই উত্তর দিক থেকে নিচের দিকে উল্লেখযোগ্যভাবে কোন বাতাস নেই।
এই অভিজ্ঞতামূলক নিশ্চিতকরণের উপর ভিত্তি করে যে বাতাস অন্য দিক থেকে দক্ষিণ দিক থেকে কম প্রবাহিত হচ্ছে, এটা বাদ দেওয়া সম্ভব নয় যে কার্গো এক্সস্ট পাইপগুলি আর্গোনাফটন স্টেশনের জন্য উচ্চতর PM 2.5 ঘনত্বের কারণ। এই অনুমানটি 3টি স্টেশন এবং বিমানবন্দরের বায়ু-দিক-এর মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক প্লট দ্বারাও বাতিল করা হয়েছে, যা দেখায় যে দক্ষিণের বায়ু উচ্চ ঘনত্ব বোঝায় এমন কোনও স্পষ্ট প্রমাণ নেই (স্টেশনগুলির কোনওটির জন্য)।
শেষ পর্যন্ত, আর্গোনাফটনের সমস্যাটি আপেক্ষিক আর্দ্রতার সাথে সম্পর্কিত হতে পারে কিনা তাও আমাদের পরীক্ষা করতে হবে। সমস্যা হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ আর্দ্রতার কারণে কণার আকার বড় হয় এবং এইভাবে উচ্চ ঘনত্ব বোঝায়। নীচের পারস্পরিক সম্পর্ক প্লটটি নিশ্চিত করে যে এটি সঠিক নয়, কারণ কোন স্পষ্ট প্রমাণ নেই যে ঘনত্ব আর্দ্রতার সমানুপাতিক।
উপসংহার
এই নিবন্ধে, আমরা রিয়েল-টাইম স্টেশনগুলির জন্য ডেটা গুণমান পরিমাপ এবং যোগ্যতার উপায়গুলি দেখছি। অনুমান করে যে একটি রেফারেন্স বিশ্বস্ত স্টেশন আছে, আমরা দেখিয়েছি যে Cramér-von Mises বা Wasserstein দূরত্ব ব্যবহার করে পরিমাপ করা যেকোনো স্টেশন ডেটার সমস্যা নির্দেশ করতে পারে।
আমরা আরও দেখিয়েছি যে দূরত্ব নিজেই যথেষ্ট নয়, এবং আরও সুনির্দিষ্ট হতে হলে, স্টেশনের প্রসঙ্গটি বোঝা উচিত। যেমন এর অবস্থান এবং আবহাওয়ার অবস্থা। যাইহোক, যেহেতু প্রসঙ্গটি এমন কিছু নয় যা স্বয়ংক্রিয় হতে পারে, তাই WAQI প্রকল্পের জন্য ব্যবহৃত চূড়ান্ত সমাধানটি কোয়ালিফাইং স্টেশনে গঠিত যা রেফারেন্স স্টেশনের পরিসংখ্যানগত দূরত্ব 1/4-এর কম। এটি আগামী সপ্তাহগুলিতে কার্যকর করা হবে (রিয়েল-টাইম স্টেশন ম্যাপের জন্য aqicn.org/station/ দেখুন।
এই নিবন্ধটি সিরিজের অংশ, এবং পরবর্তী নিবন্ধে, আমরা যোগ্যতার স্টেশনের উপায়গুলি দেখব যেখানে কোনও রেফারেন্স স্টেশন উপলব্ধ নেই৷
--
