<p>西北大學(xué)的一項新研究發(fā)現(xiàn)，如果你住在穿過芝加哥的一條主要州際高速公路沿線或緊鄰密歇根湖，你經(jīng)常暴露在比城市其他地方更多的空氣污染中。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在這項新研究中，西北地球科學(xué)家為密歇根湖南部地區(qū)開發(fā)了高分辨率的空氣污染模擬。新的模擬是第一個通過將高分辨率排放數(shù)據(jù)與天氣和化學(xué)運輸模型相結(jié)合來創(chuàng)建芝加哥上空空氣質(zhì)量的社區(qū)規(guī)模估計，以顯示空氣和化學(xué)物質(zhì)如何在整個城市和周邊地區(qū)跨時間和空間相互作用和移動。這種方法不僅顯示了不同污染物的形成地點，還顯示了污染物如何擴散，如何與空氣中的其他氣體和陽光相互作用，以及如何根據(jù)季節(jié)變化。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項研究的最終版本今天(3月27日)發(fā)表在《地球物理研究雜志:大氣》上。</p> <p>&nbsp;</p> <p>利用新的模擬，研究人員發(fā)現(xiàn)，空氣污染的負擔(dān)在芝加哥的社區(qū)中并不是平均分配的。研究人員利用他們的模型跟蹤了三種主要的危害健康的污染物:二氧化氮、細顆粒物(煤煙、灰塵和煙霧)和臭氧。他們發(fā)現(xiàn)，I-290、I-90和I-94沿線社區(qū)的二氧化氮和顆粒物濃度是芝加哥污染最低的社區(qū)的兩倍。而直接毗鄰密歇根湖的社區(qū)則遭受了更多的地面臭氧污染。</p> <p>&nbsp;</p> <p>通過提供整個地區(qū)詳細的、逐個社區(qū)的空氣污染估計，研究人員旨在幫助決策者為最需要的特定地區(qū)找到解決方案，例如為公共交通供電或建造更多的綠色空間。</p> <p>&nbsp;</p> <p>州際公路沿線社區(qū)的二氧化氮和顆粒物濃度是芝加哥污染最低社區(qū)的兩倍</p> <p><br />該研究的資深作者、西北大學(xué)的丹尼爾&middot;霍頓說:&ldquo;準確地描述空氣質(zhì)量真的很重要，因為它會影響人們的身心健康。&rdquo;&ldquo;糟糕的空氣質(zhì)量會對一個人的生活質(zhì)量產(chǎn)生深遠的影響，最終可能導(dǎo)致人們過早死亡。因此，了解哪里的空氣質(zhì)量較差至關(guān)重要，特別是因為弱勢和邊緣社區(qū)在歷史上不公平地承受了空氣質(zhì)量差的負擔(dān)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>該研究的主要作者安娜斯塔西婭&middot;蒙哥馬利(Anastasia Montgomery)補充說:&ldquo;當我們研究污染和影響時，僅僅看看排放從哪里來是不夠的。&rdquo;&ldquo;我們需要考慮該地區(qū)的化學(xué)、氣候?qū)W和天氣條件。我們可以利用這個模擬來更好地了解整個城市污染的異質(zhì)性，這最終可能會導(dǎo)致更明智和更公正的政策決策。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>霍頓是西北大學(xué)溫伯格藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院地球與行星科學(xué)的助理教授，在那里他領(lǐng)導(dǎo)著氣候變化研究小組。蒙哥馬利是霍頓研究小組的博士候選人。</p> <p>&nbsp;</p> <p>確定空氣質(zhì)量的特征，尤其是在社區(qū)尺度上，是一項挑戰(zhàn)。美國環(huán)境保護署(EPA)使用測量各種污染物的傳感器網(wǎng)絡(luò)持續(xù)監(jiān)測美國各地的空氣質(zhì)量。大氣層中的衛(wèi)星每天拍攝一到兩次空氣質(zhì)量快照。低成本的傳感器網(wǎng)絡(luò)在部署地點進行非監(jiān)管估計。</p> <p>&nbsp;</p> <p>雖然所有這些方法都收集了重要的信息，但它們在數(shù)據(jù)中留下了關(guān)鍵的空白。</p> <p>&nbsp;</p> <p>蒙哥馬利說:&ldquo;在美國，平均每1000平方公里只有一個環(huán)保局監(jiān)測儀，所以這是一個相當稀疏的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。&rdquo;&ldquo;一個城市的空氣污染會有很大的不同，這取決于你是站在公園還是工廠旁邊。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;衛(wèi)星向下觀察整個大氣層，所以它們只能大致了解在鼻子高度發(fā)生的事情。我們希望填補這些空白，使我們能夠更好地了解誰暴露在糟糕的空氣質(zhì)量中，以及暴露在城市中是否均勻分布。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了填補這些空白，霍頓、蒙哥馬利和他們的團隊使用了一個新的排放數(shù)據(jù)集和一個基于物理和化學(xué)的耦合模型。基于物理的模型使研究人員能夠模擬污染物如何從源頭跨越空間和時間移動?；诨瘜W(xué)的模型使研究人員能夠跟蹤二次污染物，如臭氧，它是在氮氧化物(NOx)和揮發(fā)性有機化合物(VOCs)排放暴露在陽光下時形成的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>由此產(chǎn)生的模型可以模擬1.3公里大小的空間中每小時發(fā)生的空氣污染。通過在1.3公里范圍內(nèi)的模擬，研究人員解決了個別城市社區(qū)內(nèi)的高污染區(qū)域，并描述了小區(qū)域臭氧的季節(jié)性變化。</p> <p>&nbsp;</p> <p>了解哪里的空氣質(zhì)量差是至關(guān)重要的，特別是因為弱勢群體和邊緣群體在歷史上不公平地承受了空氣質(zhì)量差的負擔(dān)。&rdquo;</p> <p><br />丹尼爾&middot;霍頓</p> <p><br /><strong><span class="h1">地球科學(xué)家</span></strong></p> <p><br />在他們的發(fā)現(xiàn)中，霍頓和蒙哥馬利指出，密歇根湖(包括湖邊社區(qū))和農(nóng)村社區(qū)的臭氧含量最高。內(nèi)燃機汽車排放氮氧化物后，氣流將污染物推離城市。然后，氮氧化物暴露在陽光下，與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生臭氧。在陽光更容易獲得的溫暖月份，臭氧水平特別高;在冬季，濃度會減半。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員還發(fā)現(xiàn)，無論季節(jié)或天氣如何，高速公路沿線的氮氧化物和顆粒物水平都是最差的。即使在城市其他地區(qū)遭遇高污染的日子，高速公路沿線的污染仍然比其他地區(qū)高。</p> <p>&nbsp;</p> <p>接下來，研究人員計劃探索潛在的解決方案，如更廣泛地采用電動汽車，如何影響城市的空氣污染。</p> <p>&nbsp;</p> <p>霍頓說:&ldquo;我們不僅可以以非常精確的分辨率描述空氣污染，還可以探索解決問題的方法。&rdquo;&ldquo;使用數(shù)值模型的美妙之處在于，我們可以進行實驗，看看哪些解決方案可以改善空氣質(zhì)量。有了這個模型，我們可以針對受影響最大的人群探索解決方案。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項研究，&ldquo;雙向耦合WRF-CMAQ在密歇根湖-芝加哥地區(qū)上空模擬社區(qū)尺度的空氣質(zhì)量&rdquo;，得到了美國國家科學(xué)基金會、麥考密克工程可持續(xù)發(fā)展和彈性中心以及西北大學(xué)可持續(xù)發(fā)展和能源研究所碳和氣候科學(xué)烏本項目的支持。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。</p> </blockquote>