Als we het hebben over het bestuderen van luchtvervuiling, we denken meestal aan officiële overheidsinstanties en universitaire laboratoria, deeltjes meten en windsnelheid volgen - en met goede reden. Tot voorkort, het modelleren van de beweging van vervuiling in de lucht vereiste zeer complexe berekeningen - modellen die vaak dagen en zelfs weken in beslag namen. Maar luchtkwaliteit raakt iedereen:niet alleen overheden en universiteiten, maar gemiddelde burgers, kinderen, huisdieren. Bij Carnegie Mellon, CEE/EPP-professor Peter Adams werkt eraan om ervoor te zorgen dat iedereen die wordt getroffen door luchtvervuiling de tools heeft die ze nodig hebben om de kwaliteit van hun lucht te begrijpen.

Adams' lab is een van deze universiteitslabs die gecompliceerde luchtkwaliteitsmodellen maakt, zogenaamde chemische transportmodellen (CTM's) die een buitensporige hoeveelheid tijd in beslag kunnen nemen, maar zijn zeer uitgebreid en nauwkeurig. Dit komt door de vele noodzakelijke ingangen, zoals een zeer gedetailleerde beschrijving van de 3D-meteorologie voor de betreffende tijd, de uitstoot van alle vervuilers in de omgeving, en nog veel meer.

"Een van deze dingen doen vereist zowel veel expertise als veel tijd, ", zegt Adams. "Dit zijn de gouden standaardmodellen, maar de dagen of weken computertijd zijn niet eens de grote kosten. De grote kosten zijn dat het maanden duurt om de inputs voor te bereiden, en vervolgens maanden om de gegevens te analyseren. Het is zeker niet gebruiksvriendelijk."

De Amerikaanse regelgeving vereist dat in bepaalde gevallen CTM's worden uitgevoerd. Bijvoorbeeld, wanneer de EPA een belangrijke verordening uitrolt, ze moeten zeer gedetailleerde modellen maken om de milieuvoordelen te bewijzen. De EPA heeft interne mogelijkheden om deze modellen uit te voeren. Maar de verantwoordelijkheid voor de naleving van de EPA-regelgeving ligt bij de staten. Wanneer wordt vastgesteld dat een gebied niet voldoet aan de EPA-regelgeving, het is aan de staten om met een staatsimplementatieplan te komen, om te laten zien hoe ze hun uitstoot in overeenstemming gaan brengen met de regelgeving. Wat dit betekent is dat er een hele categorie onderzoekers en besluitvormers is die zich zorgen maken over luchtkwaliteit, maar zijn niet in staat om een ​​van deze modellen te gebruiken.

"Dit is de kloof die we proberen aan te pakken, ", zegt Adams. "We hebben een zogenaamd Reduced Complexity Model gebouwd dat in wezen hetzelfde antwoord geeft, en het vereist geen expertise om te draaien. In sommige gevallen, het is zo simpel als het vermenigvuldigen van twee getallen. Vertel me gewoon waar en hoeveel je de uitstoot van een bepaalde verontreinigende stof verhoogt, en je kunt eigenlijk in een tabel opzoeken hoe dat de menselijke gezondheid zal beïnvloeden."

De tool staat bekend als EASIUR:Estimating Air-pollution Social Impact Using Regression. Stel je voor dat je een ton van een bepaalde vervuilende stof uitstoten, of het nu SO2, NOx, of ammoniak. De effecten op de menselijke gezondheid zullen heel verschillend zijn, niet alleen afhankelijk van de verontreinigende stof die u uitstoot, maar ook waar je uitstraalt, zowel vanwege de atmosferische chemie van het gebied en de bevolkingsdichtheid. EASIUR is gebaseerd op uitgebreide modellen die in het laboratorium van Adams worden uitgevoerd, die het hele land hebben gemodelleerd, opgedeeld in rasters van 36 kilometer. Met behulp van een combinatie van simulaties en statistieken, Adams, samen met Ph.D. student Jinhyok Heo, heeft een eenvoudige, gebruiksvriendelijke tafel - iets dat een moderne computerprocessor ongeveer 6 zou kosten, 000 jaar te volbrengen. Deze tabel kan u vertellen wat de schade voor de menselijke gezondheid zal zijn als u X hoeveelheid verontreinigende stof op een bepaalde locatie uitstoot - niet alleen op de plaats van emissie, maar ook met de wind mee.

"Neem Pittsburgh Port Authority, bijvoorbeeld, "zegt hij. "Sommige van onze bussen zijn oud, relatief vuile diesels. Zou het niet mooi zijn als ze echt verdedigbare cijfers hadden om te zeggen, 'Als ik een oude bus vervang door een schonere, de NOx-uitstoot daalt, en dit vele levens zullen worden gered." Dan, ze kunnen deze gegevens gebruiken om het idee om over te stappen op een schoner busmodel te verkopen. Dit is het soort applicatie waar EASIUR perfect voor is."

Dankzij Adams nieuwe, gebruiksvriendelijke modelleringstool, iedereen die wordt getroffen door de negatieve gezondheidseffecten van luchtverontreiniging zal toegang krijgen tot de informatie die nodig is om de problemen aan te pakken, zonder in te boeten aan nauwkeurigheid.