Жители Нью-Дели и близлежащих сильно загрязненных районов северной Индии теперь имеют доступ к прогнозам качества воздуха, которые предоставляют важную информацию для снижения воздействия на них потенциально вредного для здоровья воздуха.
Новая система прогнозирования, разработанная Национальным центром атмосферных исследований (NCAR) в сотрудничестве с Индийским институтом тропической метеорологии (IITM) в Пуне, начала предоставлять 72-часовые прогнозы мелкодисперсных твердых частиц, известных как PM2..5. Эти крошечные находящиеся в воздухе частицы диаметром 2,5 микрона или менее вызывают серьезную озабоченность, поскольку они достаточно малы, чтобы проникать глубоко в легкие или даже в кровоток, потенциально вызывая серьезные проблемы с дыханием и сердцем.
Загрязнение воздуха может стать настолько экстремальным в типичных зимних метеорологических условиях, что власти в Нью-Дели закрывают школы и ограничивают движение транспорта в сильно загрязненные дни. Правительство Индии также сформулировало поэтапный план действий по введению временного контроля над промышленностью, производством электроэнергии и строительной деятельностью, чтобы предотвратить случаи серьезного загрязнения воздуха.
«Разрабатывая эту систему прогнозирования, мы работаем над предоставлением своевременной и точной информации общественности о предстоящих эпизодах плохого качества воздуха», - сказал Раджеш Кумар из NCAR, ведущий научный сотрудник проекта. «Очень важно информировать людей, чтобы они могли заранее планировать снижение воздействия загрязнителей воздуха, которые могут повлиять на их здоровье."
Система использует измерения загрязняющих веществ, компьютерное моделирование и статистические методы. Он обновляет прогноз каждые 24 часа.
Предварительные результаты показывают, что он точно предсказывает ежедневную изменчивость PM2,5, заранее предупреждая чиновников и жителей о необычно плохом качестве воздуха. Он не всегда фиксирует точные уровни загрязнителя, но Кумар считает, что они могут улучшить систему прогнозирования, чтобы лучше предсказывать это.
Технология, которую ученые будут совершенствовать в ходе двухлетнего исследовательского проекта в Индии, со временем может быть адаптирована для прогнозирования качества воздуха в других загрязненных районах развивающихся стран, а также в США.
Министерство наук о Земле Индии финансирует проект.
Основная угроза здоровью и экономике
Нью-Дели входит в число самых загрязненных городов мира по данным Всемирной организации здравоохранения. Он страдает от особенно высокого уровня PM2,5, который представляет собой серьезную угрозу для здоровья человека и экономической деятельности на большей части территории Индии и во многих частях развивающегося мира.
Мелкие частицы выбрасываются из многочисленных источников, включая сельскохозяйственные пожары, автомобили и дымовые трубы. В дни, когда атмосферные концентрации PM2,5 в Нью-Дели во много раз превышают уровень, считающийся нездоровым, длительное воздействие токсичной дымки эквивалентно выкуриванию двух пачек сигарет в день. Во время особо серьезного эпизода загрязнения в 2017 году главный министр штата Дели написал в Твиттере: «Дели превратился в газовую камеру».
Недавнее исследование, проведенное Lancet, показало, что мелкодисперсные частицы и другие загрязняющие вещества могли стать причиной более 1 миллиона смертей в Индии в 2017 году.
В прошлом официальные лица Индии обращались к прогнозам качества воздуха, основанным на компьютерном моделировании основных атмосферных условий. Но прогнозы были ненадежными, потому что они не включали в себя подробные атмосферные измерения или точные данные о выбросах, а также они неправильно фиксировали некоторые атмосферные процессы, в результате которых образуются твердые частицы.
Новая система пытается устранить эти ограничения путем включения спутниковых измерений частиц в атмосфере и почти в реальном времени выбросов от крупных пожаров, связанных со сжиганием пожнивных остатков с наветренной стороны Дели. Он также опирается на кадастры выбросов от транспорта, промышленности и других видов деятельности человека. Эта информация передается в усовершенствованную модель химии атмосферы на основе NCAR, известную как WRF-Chem (химический компонент модели Weather Research and Forecasting).
Ученые NCAR разрабатывают специализированную статистическую систему для объединения наблюдений и результатов WRF-Chem, что еще больше повысит точность прогнозов PM2,5 и позволит ученым надежно определять количество неопределенностей в прогнозах. Кроме того, IITM проводит обширные полевые кампании и мониторинг качества воздуха, чтобы лучше понять процессы, влияющие на образование и перемещение твердых частиц в атмосфере Нью-Дели.
Кумар и его коллеги также разрабатывают методы, позволяющие системе точно прогнозировать всплески PM2,5, связанные с особыми событиями, такими как ежегодный фестиваль огней Дивали, который отмечается свечами и фейерверками.
Поскольку качество воздуха является серьезной проблемой во многих странах мира, исследовательская группа изучает аналогичные подходы к прогнозированию в Соединенных Штатах и других сильно загрязненных развивающихся странах. Эта работа проводится под эгидой нового международного проекта под названием «Мониторинг, анализ и прогнозирование качества воздуха» (MAP-AQ), возглавляемого Кумаром и Ги Брассером, директором Лаборатории наблюдений и моделирования химии атмосферы NCAR.
«Уроки, которые мы извлекаем в Соединенных Штатах, весьма полезны в Индии, и наоборот», - сказал Кумар. «Это исследование может привести к созданию точных систем прогнозирования во многих регионах, что позволит миллионам уязвимых жителей предпринять необходимые шаги, чтобы ограничить их воздействие».