Google 上的空氣品質資訊

一般資訊

什麼是空氣品質等級？

各國家/地區會定義空氣品質指數，並根據描述性的分級量表將原始資料分類。只要查看這些指數，就能輕鬆判斷汙染程度，以及是否存在相關風險。

各國家/地區會根據當地汙染情形和健康考慮因素，使用不同量表回報空氣品質。全球有數十種地方指數，比如澳洲有些州使用數字系統，有些州則使用分類系統。加拿大、美國和日本分別制定了各自的空氣品質指數，歐洲環境署也是如此。

空氣汙染惡化會使得公共衛生風險提高，尤其會影響兒童、年長者和其他風險族群。在空氣品質不佳期間，政府機關通常會提供與室內外活動相關的健康建議。

空氣品質指數的計算方式

空氣品質指數 (AQI) 是各政府選擇向大眾說明空氣品質的方式。這種指標以淺顯的方式，將不同汙染物的等級轉換為單一指數。

以下列出各指數間的常見差異：

  • 汙染物數量和類型：不同 AQI 是以不同汙染物做為計算依據。
    • 受監測的常見汙染物包括：
      • 懸浮微粒，例如 PM 2.5 和 PM 10
      • 臭氧 (O3)
      • 二氧化氮 (NO2)
      • 二氧化硫 (SO2)
      • 一氧化碳 (CO)
    • 各國家/地區制定指數時測量的汙染物不盡相同，例如：
      • 歐洲 AQI 會回報上述 6 種不同汙染物的資料。
      • 印度 AQI 會回報上述汙染物和氨 (NH3) 的資料。
  • 平均計算時間：許多官方來源提供報表時，是根據指定時間範圍內的平均讀數，而時間範圍可能介於 1 至 24 小時。
  • 汙染物濃度門檻：不同 AQI 會根據不同的汙染物濃度等級，各自解讀危險程度。
  • 主要汙染物：AQI 會根據接觸風險定義主要汙染物，也就是目前對人體健康危害最大的汙染物。各 AQI 會以不同方式解讀個別汙染物的危險性，因此各指數的主要汙染物不盡相同。

常見的室外汙染物和來源

地方空氣品質指數的計算依據是空氣汙染物的測量結果。最常測量的室外空氣汙染物如下：

  • 懸浮微粒 (PM)：包括 PM10 和 PM2.5。這些空氣中的微小固體顆粒和液滴粒徑分別小於 10 微米和 2.5 微米，排放來源為機動車輛、柴火爐和工業。此外，火災和塵暴也會產生高濃度的懸浮微粒。
  • 二氧化氮 (NO2)：這類氣體是造成城市空汙的主要汙染物，大多來自於車輛、工業、發電廠和暖氣。
  • 臭氧 (O3)：平流層中的臭氧能夠抵擋有害的紫外線，對流層中的臭氧則是由陽光、有機氣體和下列來源所排放氮氧化物的化學反應生成，是有害的汙染物：
    • 車輛
    • 發電廠
    • 其他來源
  • 二氧化硫 (SO2)：這種有毒氣體的味道有強烈刺激性，來源包括石油煉油廠、水泥製造廠、燃燒化石燃料的發電廠，以及火山氣體。
  • 一氧化碳 (CO)：燃燒化石燃料的機動車輛或機械產生的氣體。

上述汙染物如果濃度偏高，都對健康有害，詳細資訊請見世界衛生組織 (WHO) 網站。

空氣品質的影響因素

影響空氣品質的原因相當複雜，但可大致區分成下列幾項因素：

  • 氣候狀況 (例如風速和風向，以及相對濕度等等)。
  • 日射量
  • 野火和其他類型的火災
  • 農業粉塵爆炸和粉塵逸散
  • 工業和住宅汙染物排放
  • 交通工具汙染物排放
  • 其他物理和化學大氣過程

以監測站為基礎的解決方案

Google 如何選擇實際顯示的附近空氣品質指數 (AQI)

空氣品質等級的計算依據是空氣品質監測站的測量結果。我們會提供你所在地區所有監測站的地圖，方便你更全面瞭解空氣品質資訊。不過，各監測站測量的空氣品質可能有所不同，離你最近的監測站 AQI 等級未必能反映你所在位置的 AQI 等級。為避免混淆，Google 會在以地圖為基礎的檢視畫面中，呈現附近指定監測站提供的 AQI 等級。

有些 Google 產品由於空間有限，只會顯示單一監測站的讀數。在這種情況下，系統會根據離你所在位置最近的監測站測量結果選擇 AQI 值。

重要事項：

  • 汙染物濃度可能在短距離內出現變化，有時會導致空氣品質讀數在你所在位置和監測站位置之間出現劇烈差異。
  • 在某些情況下，空氣品質資料的回報作業可能發生短暫延遲 (12 小時)，這在空氣品質快速變化期間或許特別有感。
  • 不是每個監測站都會測量所有汙染物，有時這類差異可能導致回報的 AQI 和實際空氣品質有出入，因為 AQI 是以個別監測站的資料為依據，只反映該站的汙染物測量值。
  • 如與其他資料來源有差異，也可能是 AQI 的平均計算時間所致，尤其是在高汙染事件開始和結束時。

什麼是煙流？

重要資訊：如果系統仍在分析今天的煙霧狀況，地圖就可能顯示昨天的煙霧資料。有時即使有煙流，空氣品質指數也很好，這可能是因為煙流未接觸到地面，所以對測量到的空氣品質沒有影響。

美國境內煙霧的詳細資訊是根據 NOAA 的衛星資料 (可在 Google 搜尋及地圖中找到) 提供。

這些資料涵蓋中高濃度煙霧的資訊，空氣品質地圖會顯示可取得的煙流資料。

 

空氣品質資料來源

Google 產品會呈現直接取自下列來源的監測站資料，確保空氣品質資料的準確性：

澳洲

巴西

智利

印度

以色列

墨西哥

新加坡

韓國

美國

以模型為基礎的解決方案

附近空氣品質指數 (AQI) 的選擇方式

Google 套用自家空氣品質模型來呈現各地的空氣品質資料。
查看所在城市的空氣品質時 (例如「倫敦天氣」)，系統提供的可能是遠處 (例如倫敦市中心) 的讀數，無法準確反映你實際位置附近的空氣品質狀況。

如要查看實際所在地的空氣品質指數，請按照下列步操作：

  1. 登入 Google 地圖。
  2. 在地點標題區中，選取「選擇地區」。

  3. 變更地區以使用精確位置。

資料來源和 Google 空氣品質模型的精確度

Google 空氣品質模型以融合多層資料的做法為基礎，結合不同來源的數據，並精細調整各層來源的權重。這些來源包括：

  • 政府參考監測站
  • 商用感測器網路
  • 全球和區域擴散模擬資料
  • 火煙和沙塵模擬資料
  • 衛星資訊
  • 車流量資料
  • 輔助資訊 (例如土地覆蓋資料)
  • 氣象學資料

Google 模型所提供空氣品質指數的依據，除了前述常見汙染物以及一氧化氮與氮氧化物的濃度之外，在某些情況下也會考量非甲烷碳氫化合物 (NMHC) 含量，並以 500 公尺 x 500 公尺的網格進行模擬計算。

政府或參考監測站提供的汙染物資料是模型基底，因為可信度最高。此外，模型會對取自全球各地監測站的測量資料進行品質查驗，移除所有不相關的數值並確保資料品質。如果測量資料延遲很久才發布，即時預報演算法會計算當下的汙染濃度。

模型限制

雖然 Google 模型使用的每一層資訊都可能發生誤差，但會藉由交叉驗證不同資料來源，大幅減少錯誤總數。不過，每個模型都可能發生下列錯誤：

  • 空氣品質資料回報速度在某些情況下短暫延遲 (1 到 2 小時)。
  • 沒有偵測到當地空汙事件 (例如烤肉或房屋火災)。
  • 在某些情況下，顯示距離你所在位置數公里遠的煙霧資訊。
    • 在特定期間，系統可能因為火煙而無法及時提供墨西哥和加拿大的空氣品質資料。

Google 和監測站的空氣品質指數值有差異

以下幾種原因，都可能導致政府監測站和 Google 的空氣品質指數值出現差異：

  • 部分政府監測站僅測量部分汙染物。
  • 政府監測站經常延遲回報資料，可能無法及時掌握空氣品質的突然變化。
  • 政府監測站僅測量監測站所在地的情況。

以下方例 2 來說，Google 的模式會採納多個來源的資料，並根據下列共 6 種汙染物的濃度，即時預測監測站所在地空氣品質：

  • 近地表臭氧 (O3)
  • PM2.5
  • PM10 (例如沙塵事件)
  • 一氧化碳 (CO)
  • 二氧化硫 (SO2)
  • 二氧化氮 (NO2，依 500 公尺解析度網格排放量推估)。

例 1：監測站只測量近地表臭氧 (O3)，因此在發生沙塵事件 (PM10) 時，仍然顯示空氣品質良好。Google 使用的模型則包含 PM10 資料，因而指出空氣品質不佳。

例 2：監測站測量所有汙染物，Google 和監測站觀測的臭氧等主要汙染物也相同，但 Google 提供的空氣品質指數是 200，監測站則為 150。這可能是因為臭氧濃度在一天當中有變化，監測站提供的是 2 小時前的測量結果，因而與 Google 的即時預測資料不同。

Google 顯示的空氣品質與我的 (或距離最近的) 商業感測器資訊不相符。為什麼會這樣？

回報的汙染物種類

市面上的感測器大多只提供 PM2.5 和 PM10 讀數，Google 則會回報多種汙染物的空氣品質資料，包括近地表臭氧 (O3)、PM2.5、PM10、一氧化碳 (CO)、二氧化硫 (SO2)，以及二氧化氮 (NO2)。多數商用感測器受限於所用的光學方法，汙染粒子越大，偵測效率就越低，因此所提供的 PM10 測量結果可靠性可能不高。

環境因素

許多外部環境因素 (例如相對濕度和溫度偏高)，都可能影響商用光學感測器的讀數。

感測器所在位置也對讀數有重大影響，因為讀數可能受周遭的汙染狀況影響，無法反映大範圍的汙染情形。

Google 的模型則會合併許多商用感測器的讀數，然後找出並移除無效的測量資料。

採用的換算程序

商業感測器通常在測量 PM2.5 時採用「以次數為準」的方法，回報空氣品質資訊時則使用「以質量為準」的標準格式。

根據預設，政府監測站和 Google 模型回報的資料是「每單位體積的質量」，因此需要根據不同粒子 (例如煙霧或灰塵) 的密度進行換算。這可能導致商用感測器的結果與政府監測站和 Google 模型有顯著差異。

平均值計算期間

不同商業感測器網路供應商顯示資料的平均時間並不相同。Google 每小時計算汙染物濃度和空氣品質指數一次。各種空氣品質指數在不同國家/地區各有平均值計算期間 (通常至少每小時計算一次，以幾小時為間隔也是常見做法)。舉例來說，如果煙霧汙染幅度突然上升，每 10 分鐘計算一次平均值的商用感測器供應商網站，可能會顯示空氣品質不佳，但 Google 提供的每小時平均值則會顯示汙染程度不高 (因為前幾小時的汙染較低)，而對應健康影響程度的官方空氣品質指數值，則是根據更長的間隔算出的平均值。

注意事項：Google 沒有將商用感測器網路納入自家模型，因此顯示的結果可能會有差異。

Google 的空氣品質資料與其他供應商有差異

空氣品質指數不同

各國家/地區會根據不同目的，使用不同量表的空氣品質指數。比較不同供應商提供的資料時，請確認這些報告採用相同的空氣品質評估標準。

舉例來說，某些供應商採用 AirNow 指數，有些則使用每小時計算一次的美國空氣品質指數，或選用一組美國空氣品質指數監測的汙染物，並取得相關數值 (例如 24 小時內的 PM2.5 平均值)。

資料回報和評估方法不同

不同供應商評估空氣品質的方式並不相同，因此會影響最終結果。

在某些情況下，空氣品質資料是根據測量結果計算。有些供應商採用商用感測器，有些則使用模型。

Google 的做法則是結合全球各地監測站的資訊，當中包括：

  • 商用感測器資訊
  • 衛星資料
  • 天氣型態
  • 路況回報資料
  • 野火
  • 土地覆蓋資訊

各家供應商所回報空氣品質資料的匯總期間可能不同，因此或許會有延遲 (為同一地點提供的汙染物資料或指數值可能來自較晚的時間點)。

我覺得空氣不太好，但 Google 顯示空氣品質良好

有時候，Google 提供的空氣品質資訊可能與你的實際感受不一致。可能原因如下：

  • 鼻子對氣味特別敏感，因此你可能會聞到某種汙染異味 (例如煙霧中的低濃度氣體)，但從健康角度而言，其實空氣品質是安全的。揮發性有機化合物 (VOC) 造成的空氣汙染可能會產生明顯氣味，但未由政府監測站測量，也未列入 Google 空氣品質報表。
  • 影響能見度的煙霧在高海拔處通常清楚可見，但在地表可能偵測不到。

若想進一步瞭解 Google 模型的限制，請見這裡的資訊。

四周能見度良好，Google 資料卻顯示空氣品質不佳

除了塵暴或野火煙霧等可見的汙染類型之外，還有許多種肉眼看不見的空氣汙染。這是空氣汙染與天氣的根本差異之一：通常只要看看室外，我們就能得知是晴天、雨天還是颳風，但無法以相同方式判斷空氣汙染程度。

舉例來說，高濃度臭氧需要陽光才能形成 (又稱「好天氣」效應)，可能在山頂等高海拔地區或陽光明媚的日子發生。

模型本身的限制也是可能原因，詳情請見這篇空氣品質說明文章。

Google 與美國 AirNow 回報的資料有差異

AirNow 主要網站和 AirNow Fire and Smoke Map，是最常用的兩個美國空氣品質資訊官方來源。


以下是 AirNow 和 Google 所回報空氣品質資料的幾個主要差異：

  • 監測的汙染物種類：Google 的做法與美國國家環境保護局 (EPA) 一致，所涵蓋的汙染物種類比 AirNow 網站顯示的更多。
  • Google 採用的資料來源較多。
  • Google 回報的是超本地化資訊，AirNow 提供的則是區域中的最差讀數。
  • Google 和 AirNow 的空氣品質指數 (AQI) 有差異。
  AirNow AirNow Fire & Smoke Map Google
資料來源和方法

監測站和以區域最差讀數為準的內插模型
  • 監測站和商業感測器
  • 以模型回報野火煙霧

各種輸入資料、模型，以及不同的時空預測演算法：

  • 監測站
  • 商業感測器
  • 衛星資料
  • 天氣型態
  • 路況
  • 野火追蹤
  • 土地覆蓋資訊
監測的汙染物
  • 地面臭氧 (O3) (NowCast)
  • 懸浮微粒 (PM2.5) (NowCast)
  • 懸浮微粒 (PM10) (NowCast)
  • 一氧化碳 (CO)
  • 二氧化硫 (SO2)
  • 二氧化氮 (NO2)
 懸浮微粒 (PM2.5)
  • 近地表臭氧 (O3)
  • 懸浮微粒 (PM2.5)
  • 懸浮微粒 (PM10)
  • 一氧化碳 (CO)
  • 二氧化硫 (SO2)
  • 二氧化氮 (NO2)

美國官方使用的空氣品質指數計算方法有 2 種：

  • 美國國家環境保護局 (EPA) 的空氣品質指數：這個指數涵蓋六種汙染物，並會計算長期暴露量，詳情請見下表。
  • NowCast：用來在任何時間估算完整的每日空氣品質指數，讓民眾瞭解目前情況，並視需要採取行動來減少戶外活動和暴露量，保護自身健康。NowCast 的現況地圖能夠呈現更切合使用者實際所見或體驗的情況，並可提供更即時的臭氧、PM2.5 和 PM10 資訊。

Google 會結合這 2 種指數來回報美國當地空氣品質指數。

比較美國官方和 Google 的空氣品質指數資料

下表詳列美國當地不同空氣品質指數的監測方式，以利對照比較：

  美國 AQI AirNow NowCast Google 混合型美國 AQI
汙染物數量

6 種汙染物

  • 近地表臭氧 (O3)
  • 2.5 微米懸浮微粒 (PM2.5)
  • 10 微米懸浮微粒 (PM10)
  • 一氧化碳 (CO)
  • 二氧化硫 (SO2)
  • 二氧化氮 (NO2)

3 種汙染物

  • 近地表臭氧 (O3)
  • 2.5 微米懸浮微粒 (PM2.5)
  • 10 微米懸浮微粒 (PM10)

6 種汙染物

  • 近地表臭氧 (O3)
  • 2.5 微米懸浮微粒 (PM2.5)
  • 10 微米懸浮微粒 (PM10)
  • 一氧化碳 (CO)
  • 二氧化硫 (SO2)
  • 二氧化氮 (NO2)

考量時間範圍

涵蓋的平均時間範圍因汙染物而異。舉例來說，臭氧是根據 8 小時平均暴露量和 1 小時暴露範圍來計算。

PM2.5 的回報依據則為 24 小時暴露量平均值。

AirNow NowCast 平均計算方法可提高最近幾小時的權重，更準確反映因火災煙霧或塵暴事件而造成的空氣汙染程度突然變化。

相較於美國 AQI，這個指數計算平均的時間範圍較短，例如會納入最近 12 小時的資料。

Google 採用 AirNow NowCast 來計算懸浮微粒 (PM10 和 PM2.5) 的平均值，針對最近幾小時和突然的變化提供較多權重。

不過，Google 回報的汙染物種類也比 NowCast 多。Google 會採計其他汙染物 (臭氧、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳) 的平均值，並將計算結果換算成美國空氣品質指數。

空氣品質資料來源

Google 空氣品質模型的資料收集來源如下：

全球資料來源

比利時

  • 向比利時區域環境署 (IRCEL - CELINE) 取得的修訂資料 (到這裡查看授權資訊)。

加拿大

丹麥

芬蘭

法國

德國

根西島

義大利

  • 威內托大區 (到這裡查看授權資訊)

愛爾蘭

日本

  • 取自 Soramame (日本環境省蠶豆君網站) 的修訂資訊。

墨西哥

  • 墨西哥城政府環境秘書處發布的空氣品質資訊，均以大氣監測網路及位於墨西哥城都會區的監測站提供的資訊為基礎。這些監測站由隸屬於空氣品質總署 (SEDEMA) 的空氣品質監測局營運及管理。這項資訊會在完成品質查驗後對外公布 (可能根據查驗結果修訂)。這項資訊的發布或使用方，須承擔第三方散播或使用此項資訊的相關責任。
  • SINAICA (https://sinaica.inecc.gob.mx/)。已經過變更。

西班牙

瑞典

英國

美國

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