Similar al pronóstico del clima, hay modelos para predecir niveles de contaminación del aire y calidad del aire. Hay muchos modelos de pronóstico que requieren más complejidad que los modelos de pronóstico meteorológico. Estos modelos son simulaciones matemáticas de cómo los contaminantes en el aire se dispersan en el aire (1).

Por qué se necesita información de calidad del aire

La contaminación del aire ocurre cuando el aire circundante contiene gases, polvo, humos u olores en cantidades lo suficientemente altas como para ser dañinas para la salud de los humanos y los animales o lo suficiente como para causar daños a las plantas y materiales.

La contaminación del aire es uno de los grandes asesinos de nuestro tiempo. El aire contaminado es responsable de aproximadamente 7 millones de muertes en todo el mundo cada año: aproximadamente 3 millones de la contaminación del aire del hogar y 4 millones de la contaminación del aire ambiente (al aire libre) (2) (3). Los datos han demostrado que la contaminación del aire en todo el mundo está vinculada a:

• 19% de todas las muertes cardiovasculares
• 24% de las muertes por enfermedad cardíaca isquémica
• 21% de las muertes por accidente cerebrovascular
• 23% de las muertes por cáncer de pulmón (4)

Además, la contaminación del aire exterior parece ser un factor de riesgo importante para los trastornos del desarrollo neurológico en niños (5) y enfermedades neurodegenerativas en adultos (6).

Con la contaminación del aire de peaje económico, ecológico y humano, el pronóstico de la tecnología es un esfuerzo cada vez más importante.

Beneficios de la información y pronósticos de la contaminación del aire

El pronóstico de la contaminación del aire es una inversión que vale la pena en múltiples niveles: individuales, comunitarios, nacionales y globales. El pronóstico preciso ayuda a las personas a planificar con anticipación, disminuyendo los efectos sobre la salud y los costos asociados.

Cuando las personas son conscientes de las variaciones en la calidad del aire que respiran, el efecto de los contaminantes en su salud, así como las concentraciones que probablemente causen efectos adversos, existe una mayor probabilidad de motivar cambios tanto en el comportamiento individual como en las políticas públicas (7 (7 ) (8).

Tal conciencia tiene el potencial de crear un ambiente más limpio y una población más saludable. Los gobiernos también utilizan el pronóstico temprano para establecer procedimientos para reducir la gravedad de los niveles de contaminación local (9).

Precisión en el pronóstico de calidad del aire

Al predecir la calidad del aire, hay muchas variables a considerar, algunas de las cuales son bastante impredecibles. Por ejemplo, las autoridades de Beijing a veces ordenan que las plantas y fábricas de carbón cierren y prohíben una parte de los millones de vehículos registrados de la ciudad de operar (10).

Los niveles de contaminación del aire están fuertemente correlacionados con las condiciones climáticas locales y las emisiones de contaminación cercanas (11) (12). Sin embargo, el transporte de contaminación a largo plazo, a través de vientos fuertes, también es un factor de influencia significativo y debe tenerse en cuenta al pronosticar lecturas locales de AQI (13).

La predicción de la calidad del aire, por lo tanto, no solo implica las dificultades del pronóstico del tiempo, sino que también requiere datos y conocimiento de:

• Concentraciones y emisiones de contaminantes locales
• Concentraciones de contaminantes y emisiones de lugares distantes
• Movimientos y posibles transformaciones de contaminantes
• Los vientos predominantes

Los muchos factores en juego en la predicción de la calidad del aire dan como resultado que el pronóstico de la contaminación del aire sea subjetivo y objetivo.

Técnicas de pronóstico de calidad del aire

Hay muchos modelos de pronóstico de este tipo, y todos requieren más complejidad que los modelos de pronóstico meteorológico. Estos modelos son simulaciones matemáticas de cómo los contaminantes en el aire se dispersan en el aire.

Pronóstico meteorológico

El primer paso para un pronóstico preciso de calidad del aire es un excelente pronóstico del tiempo. El pronóstico meteorológico (clima) se puede clasificar en tres categorías principales: climatología, métodos estadísticos y modelos tridimensionales (3-D).

Climatología

La climatología usa el pasado es como un indicador del futuro. Este método se basa en la relación entre las condiciones climáticas específicas y los niveles de contaminación y, por lo tanto, puede ser muy unidimensional. Este método a menudo se extiende para incluir la coincidencia de patrones climáticos con los patrones de contaminación. Hay muchas limitaciones para este método y se ve como una herramienta para complementar otros métodos de pronóstico.

métodos de estadística

La asociación entre Calidad y clima del aire Los patrones se pueden cuantificar utilizando métodos estadísticos. Los tres más utilizados incluyen:

1. Árbol de clasificación y regresión (carro) está diseñado para clasificar los datos en grupos diferentes. El software identifica variables que se correlacionan con los niveles de contaminación ambiental. Los datos se utilizan para pronosticar concentraciones basadas en condiciones climáticas y concentraciones de contaminantes correlacionadas.
2. Análisis de regresión Estima relaciones entre variables. Al analizar conjuntos de datos históricos, se realizan asociaciones entre los niveles de contaminación y las variables de datos meteorológicos. El resultado es una ecuación que puede usarse para pronosticar niveles futuros de contaminación.
3. Redes neuronales artificiales Utilice técnicas de aprendizaje adaptativo y reconocimiento de patrones. Los algoritmos basados ​​en computadora están diseñados para simular la capacidad del cerebro humano para el reconocimiento de patrones. Este es discutiblemente el método más adecuado para pronosticar la contaminación debido a su enfoque multidimensional.

Una desventaja de los métodos estadísticos anteriores es que asumen la estabilidad en términos de los procesos que afectan la calidad del aire. Por lo tanto, cualquier cambio drástico a las emisiones o el clima (a corto o largo plazo) disminuirá severamente la precisión de estas técnicas. Hay métodos más complejos que intentan tener en cuenta estos déficits. Se conocen como modelos tridimensionales.

Modelos tridimensionales (3-D)

Los modelos tridimensionales representan matemáticamente todos los procesos importantes que tienen un impacto en los niveles de contaminación del aire al aire libre. Los modelos tridimensionales simulan la emisión, el transporte y la transformación de la contaminación del aire mediante el uso de varios submodelos, que incluyen:

• Modelo de emisión: Simula la distribución espacial de emisiones de fuentes naturales y humanas.
• Modelo meteorológico: Crea un modelo de trayectoria para predecir los niveles ambientales de contaminación utilizando el modelo meteorológico 3-D y los datos de emisiones.
• Modelo químico:Observe la transformación de la contaminación primaria (emitida) en la contaminación secundaria para determinar el resultado del contaminante (14).

Pronósticos de calidad del aire de 7 días

IQAir's Plataforma Airvisual Hace que los pronósticos de calidad del aire estén disponibles a través de la aplicación móvil y en el sitio web. Además de la información del aire en tiempo real, el clima y las lecturas de contaminación, la plataforma incluye pronósticos de calidad del aire de 7 días, por lo que se pueden tomar decisiones informadas de salud y bienestar y también es útil para planificar con anticipación en consecuencia. La plataforma utiliza modelos de pronóstico avanzados, algoritmos en evolución y aprendizaje automático para generar pronósticos de calidad del aire que son precisos para la próxima semana.

Con los pronósticos de 7 días de AirVisual en la mano, las personas y los gobiernos pueden tomar medidas proactivas cuando hay preocupaciones anticipadas de calidad del aire.

La comida para llevar

Las técnicas y herramientas de pronóstico de contaminación están mejorando rápidamente y continuarán aumentando en precisión. Los pronósticos de contaminación del aire precisos y accesibles, como los que se encuentran en Airvisual, ayudan a aumentar la conciencia pública, permiten que las poblaciones confidenciales planifiquen con anticipación y proporcionen a los gobiernos información para las alertas de salud pública.