В условиях зимних утр в Дели горизонт часто скрывается за серой дымкой, воздух становится тяжелым, а даже короткая прогулка может вызвать дискомфорт. Для миллионов жителей это привычное явление в сезон загрязнения.
Вопрос заключался в том, могли ли ученые предсказать ухудшение качества воздуха до того, как оно произойдет. Этому вопросу занимался доктор Сачин Гуде, научный сотрудник Индийского института тропической метеорологии (IITM) в Пуне.
Гуде сыграл ключевую роль в создании Системы раннего оповещения о качестве воздуха Индии (AQEWS). Эта система способна прогнозировать экстремальные события загрязнения в Дели с опережением до 72 часов. Система была разработана в результате совместной работы IITM, Индийского метеорологического департамента и Национального центра краткосрочного прогнозирования погоды, предоставляя властям драгоценное время для подготовки к ухудшению состояния атмосферы.
Прогнозирование загрязнения до его появления
Загрязнение воздуха имеет множество источников: выхлопные газы транспорта, промышленные выбросы, пыль от строительства и сжигание остатков урожая. Также критическую роль играют погодные условия; когда ветер слабый, а атмосфера препятствует рассеиванию загрязнителей, они могут накапливаться у поверхности земли.
Понимание взаимодействия этих факторов является основой работы Гуде в области атмосферной химии и моделирования качества воздуха. AQEWS можно рассматривать как прогноз погоды для воздуха, которым мы дышим. В отличие от обычного прогноза погоды, который предсказывает дождь или изменение температуры, эта система рассчитывает, как загрязнители, вероятно, будут перемещаться, реагировать и накапливаться в атмосфере.
Для этого система объединяет данные наземных станций мониторинга с информацией со спутников, прогнозами погоды и оценками выбросов из различных источников. Затем передовые компьютерные модели симулируют изменения атмосферных условий и загрязнителей в течение следующих трех дней. Результатом является прогноз качества воздуха, включая такие загрязнители, как мелкие твердые частицы (PM2.5), которые способны глубоко проникать в легкие.
Почему предупреждение за 72 часа имеет значение
Самый значительный вклад системы заключается во времени, которое она дает органам власти для принятия мер. Когда уровни загрязнения резко возрастают, чиновники могут быть вынуждены рассмотреть такие шаги, как ограничение строительных работ или сокращение определенных промышленных операций в рамках Плана действий по ступенчатому реагированию (GRAP).
Предварительный прогноз позволяет им подготовиться к этим вмешательствам, вместо того чтобы реагировать только после того, как качество воздуха уже ухудшилось. Система была запущена в октябре 2018 года для прогнозирования эпизодов сильного загрязнения и предоставления ранних оповещений.
Научные разработки также продвинулись в сторону более детальных прогнозов. IITM внедрило операционную модель прогнозирования качества воздуха для Дели с разрешением 400 метров, используя спутниковые и поверхностные наблюдения наряду с передовыми методами моделирования. Это позволяет прогнозам более точно отражать локальные колебания загрязнения, чем просто среднее значение по всему городу.
Важно отметить, что такие прогнозы сами по себе не устраняют загрязнение. Их эффективность зависит от того, как власти используют полученную информацию и насколько успешно они справляются с источниками выбросов.
Откуда берется все это загрязнение?
Прогнозирование ухудшения загрязнения — это лишь часть задачи. Ученые также должны понимать его происхождение. Различные источники загрязнения оставляют уникальные химические следы. Изучая эти следы на фоне атмосферных условий, исследователи могут точнее оценить, какие источники способствуют плохому качеству воздуха, помогая политикам определять более целенаправленные меры.
Это важная часть более широких научных усилий по повышению точности управления качеством воздуха, переводя фокус с простого измерения загрязнения на понимание факторов, которые его вызывают. Для Гуде, чьи исследования связывают атмосферную химию с качеством воздуха, здоровьем человека, растительностью и климатом, эта работа приближает сложную науку к повседневным потребностям общественности.
Прогноз не может гарантировать чистое небо завтра. Однако знание о том, что через три дня загрязнение может усилиться, дает властям возможность подготовиться, а остальным гражданам — более четкое представление о воздухе, которым они вот-вот будут дышать.
