Công nghệ mới mô hình hóa chất lượng không khí cấp thành phố dưới 10 phút

Độ khói gây ra NOx ở London được tính toán với RapidAir.

Tiến sĩ Nicola Masey đã phát hiện ra rằng một hệ thống mới có thể mô hình hóa chính xác chất lượng không khí tại các thành phố lớn như London chỉ trong vài phút, ở bất kỳ vị trí cụ thể nào chỉ bằng máy tính văn phòng tiêu chuẩn.

Ô nhiễm không khí được theo dõi tại các trạm quan trắc trong thành phố và thị trấn trên khắp nước Anh. Điều đó có nghĩa là họ không thể dự đoán khi nào chất lượng không khí có thể thay đổi. Ngoài ra, họ chỉ giám sát một vị trí cụ thể, trong khi chất lượng không khí có thể thay đổi đáng kể trên các khu vực nhỏ.

Phần mềm RapidAir mới, được phát triển bởi một công ty có tên Ricardo, có thể dự đoán chất lượng không khí sẽ phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau. Để tìm hiểu xem nó có chính xác không, Nicola xem xét các báo cáo ô nhiễm trong quá khứ từ 86 địa điểm trên khắp London và so sánh chúng với các ước tính từ RapidAir. Kết quả của phần mềm phù hợp với báo cáo này, cho thấy rằng phần mềm này có khả năng dự báo tốt.

Nicola nói:

“Chúng tôi muốn xây dựng phần mềm này trên các hệ thống giám sát chất lượng không khí được đặt tại Vương quốc Anh, đặc biệt là ở các thành phố lớn để tăng cường thông tin sẵn có cho công chúng và các nhà hoạch định chính sách.

Tính hữu ích của việc giám sát đã bị giới hạn bởi thực tế là nó chỉ đo chất lượng không khí ở các điểm cụ thể, trong khi chất lượng không khí có thể thay đổi đáng kể chỉ trong vài mét. Ví dụ như, đối với các đường phố được bao quanh bởi các tòa nhà cao tầng, ô nhiễm không khí có thể không thoát ra được, đặc biệt nếu gió thổi từ một hướng vuông góc với đường phố. Ngoài tính toán nitơ oxit trong nghiên cứu của mình, RapidAir có thể vận hành hệ thống này cho bất kỳ chất gây ô nhiễm nào mà hồ sơ phát thải được biết đến.

Nghiên cứu của cô, song song với sự phát triển mô hình RapidAir của Ricardo, đã nghiên cứu việc sử dụng các phương trình toán học có sẵn để mô phỏng nồng độ chất ô nhiễm tại các con đường – đôi khi được gọi là ‘street canyons’. Cô so sánh kết quả mô hình này với nồng độ ước tính bằng một phương pháp khác để ước tính mức độ tích tụ các chất ô nhiễm tại một khu vực.

Ví dụ, các nhà hoạch định đô thị thường xem xét những thứ như độ che phủ của mây, bóng đồi và hiệu ứng gió để đánh giá nhiệt độ và bóng râm, nhưng cho đến nay các yếu tố này không được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu ô nhiễm không khí.

Phó Giám đốc NERC (Natural Environment Research Council) về Hoạt động & Nghiên cứu Nghề nghiệp, Robyn Thomas cho biết:

“Ô nhiễm không khí là một vấn đề bức xúc ở Anh và quốc tế. Chúng tôi tài trợ nghiên cứu khoa học chất lượng cao và đổi mới để nâng cao hiểu biết của chúng ta về các nguồn và tác động của chất lượng không khí kém, bao gồm tài trợ các nhà nghiên cứu cùng làm việc với ngành công nghiệp, kinh doanh và chính phủ. Công việc của Tiến sĩ Masey với Ricardo sẽ giúp các thành phố và mọi người lập kế hoạch tiếp xúc với ô nhiễm không khí để giảm thiểu rủi ro cho sức khỏe.”

Tiến sĩ Scott Hamilton, Trưởng nhóm Kỹ thuật về Mô hình Chất lượng Không khí tại Ricardo Energy & Environment, cho biết:

“Để cung cấp thông tin cho các nhà hoạch định chính sách bản đồ chất lượng không khí thành phố chi tiết trong vài phút, RapidAir chạy kịch bản ‘điều gì xảy ra nếu’ để xác định tác động của việc thay đổi chính sách hoặc cơ sở hạ tầng như đường mới hoặc tuyến xe buýt ưu tiên.

Hệ thống dựa trên dữ liệu chất lượng không khí chung đã có sẵn, vì vậy nó có thể được sử dụng ở bất kỳ thành phố nào trên thế giới, miễn là có dữ liệu đo đạc tại các trạm, chi tiết về lưu lượng, thành phần xe cộ và dữ liệu về xây dựng có sẵn cho chúng tôi để sử dụng với mô hình.

Nghiên cứu của Nicola được tài trợ một phần bởi NERC CASE, là sự hợp tác nghiên cứu giữa các tổ chức học thuật và phi học thuật, các doanh nghiệp như Ricardo hay tổ chức khác là bên thứ ba.

Nồng độ khói gây ra NOx ở các vị trí khác nhau ở Scotland, được tính toán với RapidAir.

link: New technology models cities’ air quality in under 10 minutes