Statistik plotter forurening for at informere politik

Den rumlige variation i forskellige luftforureningskomponenter hjælper med at identificere mulige mål for forureningsbekæmpelse.

Modellering af de rumlige forhold mellem hovedtyperne af luftforurenende stoffer har givet KAUST -forskere ny indsigt i, hvordan de dannes i forskellige regioner og årstider, som kunne guide politikker til håndtering af forurening.

Hvert år, luftforurening forårsager slagtilfælde, lunge- og hjertesygdomme, og lungekræft, som er ansvarlige for millioner af dødsfald rundt om i verden. Selvom luftforurening findes i mange former, hovedfaktoren er partikler mindre end 2,5 mikrometer, eller 1/400 af en millimeter, som typisk indeholder støv og sod, samt betydelige mængder kemikalier, såsom sulfater og ammonium.

En af de store generatorer af partikler på 2,5 mikrometer (PM2,5) er en kemisk reaktion, der gør gasformigt svovl og nitrogen-stort set fra bilens udstødning og fabriksemissioner-til større og mere giftigt sulfat, nitrat- og ammoniummolekyler. Fordi mere end halvdelen af ​​PM2.5 kan bestå af disse "sekundære" kemikalier, reduktion af svovl- og kvælstofemissioner ses som en måde at reducere luftforureningsniveauet på.

Det kan være udfordrende at identificere præcist, hvor de skadelige emissioner opstår. især i industrialiserende regioner. KAUST -statistikere Ying Sun og Wu Wang anvendte en sofistikeret statistisk tilgang til mere tydeligt at finde de steder, hvor drivstofferne til luftforurening er stærkest, og har brugt det til at analysere emissionsmønsteret i Kina.

"Kemiske virkninger af nitrogendioxid og svovldioxid med ozon og ammoniak bidrager med en betydelig andel af den samlede PM2,5 i Kina, "siger Wang." Det rumligt varierende forhold mellem disse primære og sekundære komponenter modelleres normalt ved at estimere en relationsparameter for hvert sted. Imidlertid, dette er beregningsintensivt og producerer grove og forudindtaget skøn, der bliver mere unøjagtige ved kanterne af kortet. Vores metode bruger et mindre antal ankerplaceringer og polynomfunktioner til at tilnærme de rumligt varierende parametre, hvilket i høj grad reducerer beregningstiden. "

Tidligere metoder estimerer de rumligt varierende parametre for hvert sted separat og producerer ofte vildt forskellige distributioner, og dermed, tilbudt begrænset indsigt i de regionale atmosfæriske drivkræfter for forurening. Wang og Sun afledte i stedet problemfrit varierende funktioner på hvert ankersted ved hjælp af det relative bidrag fra alle datapunkter i regionen ved hjælp af en "straf" for at øge afstanden.

"Vores tilgang fandt varmere områder i det centrale Kina, hvor nitrogen har et højere bidrag til det samlede PM2,5 om sommeren, "siger Wang." Kontrol af nitrogen i sådanne områder er derfor en gennemførlig strategi for at reducere total PM2,5. Denne tilgang kan være nyttig til udvikling af forureningsbekæmpelsesstrategier og folkesundhedspolitikker. "