Загальні відомості
Що таке шкали з даними про якість повітря?
Країни й регіони визначають індекси якості повітря й категоризують вихідні дані за шкалою з описами. Ці індекси допомагають визначити рівень забруднення й можливі ризики.
У різних країнах і регіонах використовують власні шкали для інформування про якість повітря, що залежать від місцевого рівня забруднення й оцінки впливу на здоров’я. Тому в усьому світі використовуються десятки місцевих індексів. Наприклад, у деяких штатах Австралії використовується система на основі чисел, а в інших – на основі категорій. Канада, США, Японія і Європейське агентство з охорони довкілля визначають окремі індекси якості повітря.
Коли якість повітря погіршується, зростають ризики для здоров’я. Це особливо стосується дітей, людей похилого віку, а також інших груп ризику. У таких випадках державні органи зазвичай надають рекомендації щодо здоров’я, пов’язані з активністю в приміщенні й надворі.
Як обчислюються індекси якості повітря
Індекс якості повітря – це показник, за допомогою якого органи влади інформують населення про якість повітря. Завдяки цьому індексу дані про концентрацію різних забруднювачів можна перетворити на єдиний зрозумілий показник.
Нижче наведено поширені відмінності між різними індексами.
- Кількість і тип забруднювачів. Індекси якості повітря можуть включати дані про різні окремі забруднювачі.
- Нижче наведено деякі забруднювачі, концентрація яких зазвичай відстежується.
- Тверді частинки (наприклад, PM2.5 і PM10)
- Озон (O3)
- Діоксид азоту (NO2)
- Діоксид сірки (SO2)
- Чадний газ (CO)
- Різні країни й регіони беруть до уваги різні забруднювачі, наприклад:
- європейський індекс якості повітря містить дані про кожен із 6 забруднювачів, згаданих вище;
- індійський індекс якості повітря містить дані про наведені вище забруднювачі й аміак (NH3).
- Нижче наведено деякі забруднювачі, концентрація яких зазвичай відстежується.
- Середній час. Багато офіційних джерел створюють звіти на основі середніх даних за певні періоди часу, які можуть становити від 1 до 24 годин.
- Порогові значення концентрації забруднювачів. Різні індекси якості повітря можуть неоднаково тлумачити те, який рівень концентрації забруднювачів вважається небезпечним.
- Основні забруднювачі. Під час обчислення індексу якості повітря основний забруднювач визначається залежно від того, який ризик несе його вплив (тобто основним вважається забруднювач, який зараз найбільше шкодить здоров’ю людей). Оскільки кожен індекс якості повітря визначає рівень небезпеки за власними критеріями, основні забруднювачі можуть відрізнятися.
Найпоширеніші типи забруднювачів повітря і їх джерела
Місцеві індекси якості повітря визначаються на основі даних про забруднювачі повітря. Нижче перелічено найпоширеніші забруднювачі повітря.
- Тверді частинки (PM): маленькі тверді частинки й краплі рідини, що містяться в повітрі. PM10 і PM2.5 – це частинки з діаметром до 10 і 2,5 мікрометра відповідно. Такі частинки з’являються через роботу автотранспортних засобів, дров’яних печей і промислових підприємств. Пожежі й пилові бурі також можуть спричинити високий рівень концентрації твердих частинок.
- Діоксид азоту (NO2): газ, який є основним компонентом забруднення повітря в містах. Здебільшого він надходить із транспортних засобів, промислових підприємств, електростанцій і систем обігріву.
- Озон (O3): газ, що міститься в стратосфері й захищає нас від шкідливого ультрафіолетового випромінювання. Він також є тропосфері. Озон– це шкідливий забруднювач, який утворюється під дією сонячного світла в результаті хімічної реакції між органічними газами й оксидами азоту, що виділяються:
- автомобілями;
- електростанціями;
- іншими джерелами.
- Діоксид сірки (SO2): токсичний газ із різким запахом. Він може надходити з електростанцій, які спалюють викопне паливо, нафтопереробних і цементних заводів, а також від викидів вулканів.
- Чадний газ (CO): газ, що виділяється транспортними засобами або технікою, яка спалює викопне паливо.
Висока концентрація цих забруднювачів може негативно впливати на здоров’я. Щоб дізнатися більше, перейдіть на вебсайт Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ).
Від чого залежить якість повітря
Якість повітря залежить від кількох факторів:
- погодні умови, як-от швидкість і напрямок вітру, відносна вологість тощо;
- сонячне випромінювання;
- лісові й інші пожежі;
- пилові бурі й пилові викиди від сільськогосподарської діяльності;
- викиди від промислових об’єктів і приватних господарств;
- викиди від дорожнього руху;
- інші фізичні й хімічні атмосферні процеси.
Рішення на основі даних станцій
Як ми визначаємо, який індекс якості повітря показуватиметься для вашої місцевості
Рівень якості повітря обчислюється на основі вимірювань станцій моніторингу. Щоб ви могли отримати повніше уявлення про якість повітря, ми надаємо карту всіх станцій у вашому регіоні. Проте дані про якість повітря на різних станціях можуть відрізнятися, а інформація з найближчої до вас станції не завжди відображає реальний індекс якості повітря в конкретному місці. Щоб уникнути плутанини, ми показуємо карту, на якій позначено індекс якості повітря на окремих станціях поблизу вас.
У деяких продуктах Google не вистачає місця для всієї карти, тому показується індекс якості повітря за даними з однієї станції, яку розташовано найближче до вас.
Важливо
- Концентрація забруднювачів змінюється навіть на невеликих відстанях, тому дані про якість повітря у вашому місцезнаходженні й на станції можуть сильно відрізнятися.
- Під час подій, які спричиняють різке коливання рівня якості повітря, дані можуть надходити із затримкою у 12 годин.
- Окремі станції моніторингу якості повітря можуть вимірювати не всі забруднювачі. Інколи це призводить до розбіжностей між індексом якості повітря, виміряним конкретною станцією, і фактичною якістю повітря.
- Розбіжності з іншими джерелами даних також можуть виникати через усереднення індексу якості повітря за часом, особливо на початку й наприкінці подій, що спричиняють сильне забруднення.
Що означають димові шлейфи?
Важливо. На карті може відображатися дим станом на вчора, поки сьогоднішні дані ще аналізуються. А в деяких випадках якість повітря може бути хороша, навіть якщо є димовий шлейф (це може статися, якщо дим не опускається на поверхню землі та не впливає на якість повітря).
Додаткова інформація про дим у США надається на основі даних супутників на сайті NOAA, доступних у Пошуку й на Картах Google.
Дані містять показники середньої і високої щільності диму. Димові шлейфи показуватимуться на карті якості повітря за наявності відповідних даних.
Джерела даних про якість повітря
Щоб надавати якісні дані про забруднення повітря, Google використовує результати моніторингу з наведених нижче джерел.
Австралія
- Уряд Австралійської столичної території
- Управління з охорони довкілля (EPA) Вікторії
- Управління з охорони довкілля (EPA) Південної Австралії
- Уряд Нового Південного Уельсу
- Управління з охорони довкілля (EPA) Північної Території
- Уряд Квінсленду
- Уряд Західної Австралії
Бразилія
Чилі
Індія
Ізраїль
Мексика
Сінгапур
Республіка Корея
США
Рішення на основі даних моделі
Як ми визначаємо, який індекс якості повітря показуватиметься для вашої місцевості
Щоб показувати якість повітря у вашому місцезнаходженні, Google застосовує моделювання якості повітря.
Коли ви перевіряєте якість повітря в місті, наприклад за запитом "погода у Києві", може відображатися інформація про віддалений від вас район, як-от центр міста. Це не точно відображатиме ситуацію у вашому районі, навіть якщо ви перебуваєте в тому самому місті.
Щоб отримати індекс якості повітря для свого місцеположення, виконайте наведені нижче дії.
- Увійдіть в обліковий запис на Картах Google.
- Поруч із назвою вибраного місцезнаходження натисніть Вибрати область.
-
Щоб використовувати точне місцезнаходження, змініть місцезнаходження.
Джерело даних і точність моделі якості повітря від Google
Ми використовуємо модель якості повітря, у якій застосовується багаторівневий синтетичний підхід. У межах цього підходу шари даних із різних джерел об’єднуються й оцінюються за різними критеріями. Ми використовуємо наведені нижче шари даних.
- Державні контрольні станції моніторингу.
- Комерційні мережі датчиків.
- Глобальні й регіональні дисперсійні моделі.
- Моделі розповсюдження диму й пилу.
- Супутникова інформація.
- Дані про завантаженість доріг.
- Допоміжна інформація, наприклад про земний покрив.
- Метеорологічні дані.
Модель Google обчислює індекс якості повітря на основі концентрацій наведених вище найпоширеніших забруднювачів, до яких у деяких випадках додаються дані про оксиди азоту (NO і NOx) та неметанові вуглеводні (NMHC). Основою роботи моделі є сітка розміром 500 × 500 м.
Інформація про забруднення з державних джерел і контрольних станцій моніторингу є базовим та найбільш довіреним шаром даних у моделі. Щоб усунути будь-які неточності й забезпечити високу якість даних, модель перевіряє показники, отримані від станцій моніторингу в усьому світі. Якщо модель виявляє значну затримку між вимірюванням і публікацією показників, поточна концентрація забруднювачів обчислюється за допомогою алгоритму.
Обмеження моделі
Хоча кожен шар даних, що використовується в моделі Google, може містити певні помилки, наш підхід дає змогу зменшити їх загальне значення завдяки перехресній перевірці інформації з різних джерел. Однак у кожній моделі можуть виникати наведені нижче помилки.
- Іноді дані про якість повітря надходять із незначною затримкою в 1–2 години.
- Модель не виявляє місцеві події (наприклад, барбекю або пожежу в будинку).
- У деяких випадках модель може повідомляти про задимлення, що сталося за кілька кілометрів від вашого місцезнаходження.
- У певні години дані про якість повітря в Мексиці й Канаді можуть надходити із затримкою через дим від пожеж.
Різні значення індексу якості повітря у Google і на станціях відстеження
Нижче наведено причини, з яких індекси якості повітря на державних станціях моніторингу й у Google можуть відрізнятися.
- Деякі державні станції вимірюють не всі забруднювачі.
- Дані державних станцій моніторингу часто надходять із затримкою, тому можуть не відображати раптові зміни якості повітря.
- Показники державних станцій моніторингу стосуються лише їх конкретного місцезнаходження.
У прикладі 2 модель Google збирає дані з кількох джерел і на основі сітки з блоками по 500 метрів у реальному часі прогнозує якість повітря в місці розташування станції, враховуючи такі шість забруднювачів:
- наземний озон (O3);
- тверді частинки PM2.5;
- PM10, наприклад під час пилової бурі;
- чадний газ (CO);
- діоксид сірки (SO2);
- діоксид азоту (NO2).
Приклад 1. Під час пилової бурі (тобто забруднення твердими частинками PM10) дані зі станції моніторингу свідчать про хорошу якість повітря, оскільки ця станція вимірює лише концентрацію наземного озону (O3). Однак модель Google включає дані про кількість твердих частинок PM10, тому в Google відображається, що якість повітря погана.
Приклад 2. Станція моніторингу відстежує всі забруднювачі. Хоча в обох джерелах відображається той самий основний забруднювач (наприклад, озон), індекс якості повітря за даними Google становить 200, а за інформацією зі станції – 150. Оскільки концентрація озону змінюється протягом дня, показники, зібрані 2 години тому, можуть не збігатися з даними прогнозів Google у реальному часі.
Інформація про якість повітря, що показується в Google, не збігається з даними мого (або найближчого) комерційного датчика. Чому?
Кількість забруднювачів, що відстежуються
Поширені комерційні датчики зазвичай збирають лише дані про тверді частинки PM2.5 і PM10, тоді як Google надає інформацію про різні забруднювачі, зокрема наземний озон (O3), тверді частинки PM2.5 і PM10, чадний газ (CO), діоксид сірки (SO2) і діоксид азоту (NO2). Крім того, у зв’язку з обмеженнями оптичного методу, який застосовується в більшості таких датчиків, точність їх вимірювань знижується в міру збільшення розміру частинок. Через це точність вимірювання твердих частинок PM10 може бути дуже низькою.
Фактори довкілля
На показники комерційних оптичних датчиків можуть впливати зовнішні фактори, як-от висока відносна вологість і температура.
Варто також враховувати розташування датчика, оскільки локальне забруднення може сильно впливати на показники, але не відображати реальну ситуацію на більшій площі.
наша модель збирає дані комерційних датчиків, а потім визначає і вилучає недійсні показники.
Спосіб перетворення даних
Комерційні датчики часто застосовують для вимірювання концентрації твердих частинок PM2.5 метод на основі кількості, тоді як у даних про якість повітря зазвичай використовується метод на основі маси.
За умовчанням державні станції моніторингу й модель Google обчислюють цей показник як відношення маси до обсягу. Щоб виконати таке обчислення, потрібно визначити щільність частки, яка залежить від її типу (дим, пил тощо). Через це перетворення дані комерційних датчиків можуть значно відрізнятися від показників державних станцій моніторингу й моделі Google.
Середній час
Постачальники мереж комерційних датчиків надають дані за різні середні періоди часу. Google обчислює концентрацію забруднювачів і індекс якості повітря щогодини. Кожен індекс якості повітря має власний середній час обчислення, який залежить від країни. Зазвичай він становить принаймні годину, а частіше – кілька годин. Наприклад, якщо через задимлення рівень забруднення раптово збільшиться, на веб-сайті постачальника комерційних датчиків з’явиться інформація про погану якість повітря, розрахована на основі середніх показників за 10 хвилин. У такому разі в Google відображатиметься нижче значення, оскільки воно обчислюється погодинно, а в попередні години забруднення було меншим, тоді як офіційний індекс якості повітря, який враховує негативний вплив на здоров’я, визначається на основі середніх значень за ще довші часові періоди.
Підказка. Наша модель не включає мережу комерційних датчиків, тому результати можуть відрізнятися.
Розбіжності в даних про якість повітря Google і інших постачальників
Різні індекси якості повітря
У різних країнах і регіонах використовуються власні індекси якості повітря, що обчислюються на основі різних систем вимірювання й для певних потреб. Тому важливо переконатися, що звіти містять показники, які можна порівнювати.
Наприклад, деякі постачальники використовують погодинний індекс якості повітря в США, а інші – відображуваний (тобто середній показник концентрації твердих частинок PM2.5 за 24 години) або індекс AirNow.
Різні методи збирання даних і вимірювання
Остаточні результати вимірювання якості повітря залежать від того, які способи застосовують постачальники.
Іноді дані про якість повітря ґрунтуються на результатах вимірювань. Деякі постачальники використовують комерційні датчики, а інші – моделі.
Google поєднує інформацію зі станцій моніторингу в усьому світі з:
- даними комерційних датчиків;
- супутниковими даними;
- погодними умовами;
- відомостями про умови дорожнього руху;
- відомості про природні пожежі;
- інформацією про земний покрив.
Постачальники можуть повідомляти інформацію про якість повітря за різні зведені часові періоди, тому їхні відомості про концентрацію забруднювачів або значення індексів в одному місцеположенні можуть надходити із затримкою.
Є забруднювач, але в Google показується хороша якість повітря
Іноді інформація про якість повітря, яка показується в Google, може не відповідати тому, що ви бачите або відчуваєте навколо. Для цього є кілька можливих пояснень.
- Людські носи надзвичайно чутливі до запахів. Можливо, ви відчуваєте запах певного забруднювача (наприклад, газів від диму, який має дуже низьку концентрацію), навіть якщо якість повітря вважається безпечною для здоров’я. Забруднення повітря, спричинене леткими органічними речовинами, також може утворювати помітні запахи. Однак ці показники не вимірюються державними станціями моніторингу й не включаються в наші звіти про якість повітря.
- Дим, який впливає на видимість, часто можна побачити на великій висоті, навіть якщо його неможливо виявити на рівні землі.
Докладніше про обмеження моделі Google.
У Google показується, що якість повітря погана, однак видимість дуже хороша
Хоча деякі типи забруднення досить просто помітити (наприклад, пилові бурі або дим від лісових пожеж), багато забруднювачів повітря не можна побачити неозброєним оком. Саме цим рівень забруднення повітря відрізняється від погоди, яку можна визначити, просто подивившись у вікно й побачивши, що на вулиці сонячно, вітряно або дощить.
Наприклад, у теплий і сонячний день на великій висоті (скажімо, на вершині гори) може спостерігатися так званий "ефект чудового дня", спричинений високим рівнем озону, для формування якого необхідне сонячне світло.
Іншою причиною можуть бути обмеження нашої моделі, описані тут.
Звіти Google відрізняються від даних системи AirNow в США
Головний веб-сайт і карта пожеж та задимлення AirNow – це 2 найпопулярніші офіційні джерела інформації про якість повітря в США.
Нижче наведено основні відмінності між даними про якість повітря від AirNow і Google.
- Кількість забруднювачів, що відстежуються. Google дотримується вимог Управління з охорони довкілля США (EPA). Крім того, ми відстежуємо більше забруднювачів, ніж указано на веб-сайті AirNow.
- Google використовує більше джерел даних.
- Google збирає гіперлокальні дані, тоді як найбільш докладний звіт AirNow містить регіональні.
- Google і AirNow по-різному обчислюють індекс якості повітря.
| AirNow | Карта пожеж і задимлення AirNow | ||
| Джерела даних і методи |
Станції моніторингу й модель інтерполяції на основі найнижчих показників у регіоні |
|
Різні вхідні дані, моделі й алгоритми часового та просторового прогнозування:
|
| Забруднювачі, що відстежуються |
|
Тверді частинки (PM2.5) |
|
У США є два офіційні способи обчислення індексу якості повітря.
- Індекс якості повітря за стандартами Управління з охорони довкілля США (EPA) враховує вплив протягом довших періодів часу й включає дані про шість забруднювачів (їх наведено в таблиці нижче).
- Метод NowCast використовується для визначення приблизного добового індексу якості повітря протягом певної години. Ці дані краще відображають актуальні умови й дають людям змогу вчасно вжити заходів, щоб захистити своє здоров’я (наприклад, зменшити тривалість перебування й обсяг фізичної активності надворі). Карти поточних умов, створені за допомогою методу NowCast, точніше відповідають тому, що люди бачать або відчувають навколо. Крім того, цей метод використовується, щоб надавати актуальну інформацію про концентрацію озону й твердих частинок (PM2.5 і PM10).
Щоб обчислити індекс якості повітря в США, Google поєднує ці два індекси.
Порівняння офіційних способів обчислення індексу якості повітря в США й методів Google
Нижче для порівняння наведено докладніші відомості про різні підходи до обчислення індексу якості повітря в США.
| Індекс якості повітря в США | Індекс NowCast від AirNow | Гібридний індекс якості повітря в США від Google | |
| Кількість забруднювачів |
6 забруднювачів
|
3 забруднювачі
|
6 забруднювачів
|
|
Періоди часу |
Середній період часу залежить від забруднювача. Наприклад, концентрація озону обчислюється на основі середнього значення за 8 годин, а також діапазонів впливу за 1 годину. Кількість твердих частинок PM2.5 визначається на основі середніх значень за 24 години. |
Щоб краще відображати раптові зміни рівня забрудненості повітря, спричинені димом від пожеж або пиловими бурями, в індексі NowCast від AirNow використовується метод усереднення, який надає більше значення останнім годинам. Крім того, застосовується коротший середній період часу (тобто дані за останні 12 годин) порівняно зі звичайним способом обчислення індексу якості повітря в США. |
Для обчислення кількості твердих частинок (PM10 і PM2.5) Google використовує метод усереднення NowCast від AirNow, який зосереджується на даних за останні години й дає змогу відстежувати раптові зміни. Проте ми також збираємо інформацію про інші забруднювачі, які не відстежуються в межах методу NowCast (озон, діоксид азоту, діоксид сірки, чадний газ), і здійснюємо обчислення, щоб конвертувати їх середні значення у формат індексу якості повітря в США. |
Джерела даних про якість повітря
Нижче наведено джерела даних, які ми використовуємо для моделювання якості повітря.
Глобальні джерела даних
- Дані малозатратних датчиків PurpleAir.
- Змінені дані служби моніторингу атмосфери Copernicus.
- Змінені дані про глобальний земний покрив (програма Copernicus).
- Дані метеорологічної служби Met Office, що містять урядову інформацію, отриману за Відкритою державною ліцензією версії 3.0.
- Дані від ЄЕЗ, отримані за ліцензією CC-BY-2.5 DK.
Бельгія
- Змінені дані агентства IRCEL – CELINE, отримані за цією ліцензією.
Канада
- Відомості від уряду Манітоби, отримані за ліцензією OpenMB на використання інформації і даних (Manitoba.ca/OpenMB).
- Дані, отримані за Відкритою державною ліцензією Онтаріо версії 1.0.
Данія
- Вихідні неперевірені дані Національного центру екології і енергетики (DCE).
Фінляндія
Франція
- Дані організації Air Pays de la Loire у регіоні Пеї-де-ла-Луар.
- Дані організації Geo D’Air.
Німеччина
- Змінені дані Національного агентства з питань довкілля Німеччини.
Гернсі
- Дані Defra, захищені © Авторським правом корони 2023 й отримані з веб-сайту uk-air.defra.gov.uk.
Італія
- Дані в регіоні Венето, отримані за цією ліцензією.
Ірландія
- Дані Агентства з охорони довкілля (https://www.epa.ie/ і https://airquality.ie/).
- Дані, отримані за цією ліцензією.
Японія
- Змінені дані Міністерства охорони довкілля.
Мексика
- Інформація про якість повітря, що публікується Секретаріатом охорони довкілля Уряду Мехіко, ґрунтується на даних Мережі моніторингу атмосфери і її станцій в агломерації Мехіко, якими керує Управління з моніторингу якості повітря, що підпорядковується Головному управлінню з питань якості повітря (SEDEMA). Ця інформація є загальнодоступною і може змінюватися залежно від застосовних процесів перевірки якості. Відповідальність за поширення чи використання цієї інформації третіми сторонами несе особа, яка поширює або використовує її.
- Змінені дані SINAICA (https://sinaica.inecc.gob.mx/).
Іспанія
- Дані MeteoGalicia та Міністерства з питань довкілля, територій і житлового господарства Галісії.
- Дані Автономної спільноти Мадрид.
- Дані Міністерства охорони довкілля, отримані за ліцензією CC BY 4.0.
Швеція
Велика Британія
- Дані Defra, захищені © Авторським правом корони 2023 й отримані з веб-сайту uk-air.defra.gov.uk.
- Дані організації LondonAir, отримані за цією ліцензією.
- Дані про якість повітря в Північній Ірландії.
США
- Дані Комісії з якості охорони довкілля Техасу.
- Попередні дані Департаменту з охорони довкілля штату Нью-Йорк (отримані із сайту http://www.nyaqinow.net), які можуть змінюватися.