Улучшение краткосрочного прогнозирования уровня загрязнения воздуха

Исследователь из Политехнического университета Мадрида (UPM) успешно предсказал случаи превышения суточного максимального порога содержания озона в районе Гонконга. Результаты показывают, что точный и оперативный прогноз концентраций тропосферного озона имеет большое значение для управления системой предупреждения о загрязнении воздуха.

Агентство по охране окружающей среды США (EPA), Европейский союз и другие страны установили различные пороговые значения риска для растительности или здоровья человека для разных типов загрязнения воздуха. Цель — гарантировать, что эти пороги не превышаются, но когда это происходит, прогноз эволюции значений в последующие часы становится важнейшим для принятия корректирующих мер.

Проблема возникает из-за серьезных ограничений вычислительных моделей в плане точности, поскольку они чувствительны к граничным условиям в определенных точках, и неопределенность быстро растет. Методы, основанные на регрессионных моделях, часто недооценивают пики загрязнения, так как стремятся минимизировать ошибки в наборе данных. Именно эти пиковые значения наиболее полезны для прогнозирования, поскольку обычно именно они диктуют контрмеры.

Для более точного предсказания максимальных значений исследователь разработал методологию, которая сочетает предварительную обработку наборов данных для изучения поведения физических явлений с методами регрессии и искусственного интеллекта, а также использует технику голосования среди различных моделей для улучшения прогностической способности. Бинг Гонг, ведущий автор исследования, заявляет: «Полученные данные обладают хорошими свойствами чувствительности и стабильности, а результаты улучшают традиционные методы на 30–80 процентов».

Исследование проводилось в Гонконге, но другие члены научной группы реализуют похожие проекты в Марракеше и Мексике. Кроме того, команда в настоящее время работает над оценкой воздействия загрязнителей на человека на основе значений иммиссии и географического местоположения человека. Лидер группы Хоакин Ордьерес говорит: «Мы стремимся добавить дополнительные элементы, такие как учет качества воздуха в доме или офисе. Добавление этих элементов — следующий логический шаг для предоставления людям и системам здравоохранения более убедительных доказательств воздействия, чем зарегистрированные общие значения иммиссии».