Τι αέρα θα αναπνέει αύριο η Πάτρα: Η πρόγνωση 72 ωρών που δοκιμάστηκε σε 31 σημεία

Μια πρόγνωση ποιότητας αέρα για κάθε γειτονιά της Πάτρας, ανά ώρα και έως τρεις ημέρες μπροστά, βρίσκεται πλέον πολύ κοντά στην πραγματικότητα. Το νέο σύστημα SmartAQ2+ δοκιμάστηκε με δεδομένα από 31 σημεία της πόλης και κατάφερε να μειώσει περίπου στο μισό το σφάλμα της προηγούμενης πρόγνωσης.

Η πρακτική του αξία φαίνεται σε απλές καθημερινές αποφάσεις: πότε είναι προτιμότερο να ανοίξουμε τα παράθυρα, ποια ώρα να γυμναστούμε σε εξωτερικό χώρο ή πότε να αποφύγουμε μια βόλτα με μικρό παιδί, εφόσον αναμένεται αυξημένη επιβάρυνση της ατμόσφαιρας.

Το SmartAQ2+ αναπτύχθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου Πατρών και του Ινστιτούτου Επιστημών Χημικής Μηχανικής του ΙΤΕ και αξιολογήθηκε στην ευρύτερη περιοχή της Πάτρας. Ο καθηγητής του Τμήματος Χημικών Μηχανικών Σπύρος Πανδής και ο Ιωάννης Δ. Αποστολόπουλος, πρώτος συγγραφέας της μελέτης, εξηγούν στο pelop.gr πόσο κοντά βρισκόμαστε σε μια δημόσια πρόγνωση ανά γειτονιά, τι έδειξε η δοκιμή του 2024 και σε ποιες περιπτώσεις το σύστημα εξακολουθεί να δυσκολεύεται.

Πρόγνωση ανά γειτονιά, ακόμη και χωρίς αισθητήρα

Τα 31 σημεία της Πάτρας δεν είναι οι μόνες περιοχές για τις οποίες μπορεί να γίνει πρόγνωση. Χρησιμοποιήθηκαν για να «εκπαιδευτεί» και να ελεγχθεί το σύστημα.

Αξιοποιώντας αυτές τις μετρήσεις, το SmartAQ2+ μπορεί να υπολογίζει ανά ώρα τη συγκέντρωση των PM2.5, των πολύ λεπτών αιωρούμενων σωματιδίων, για κάθε τετραγωνικό χιλιόμετρο της ευρύτερης περιοχής της Πάτρας και για τις επόμενες τρεις ημέρες.

Με απλά λόγια, μπορεί να δημιουργεί έναν χάρτη στον οποίο ο πολίτης θα βλέπει την πρόγνωση για τη γειτονιά του, ακόμη και αν δεν υπάρχει αισθητήρας ακριβώς δίπλα στο σπίτι του.

Η επιστημονική βάση έχει δοκιμαστεί. Για να μετατραπεί, όμως, σε μόνιμη δημόσια υπηρεσία απαιτείται ένα ακόμη στάδιο: να λειτουργεί καθημερινά και αυτοματοποιημένα, να ελέγχονται συνεχώς οι αισθητήρες, να εμφανίζεται καθαρά πόσο βέβαιη είναι κάθε πρόγνωση και το σύστημα να ενημερώνεται τακτικά με νέα δεδομένα.

«Είμαστε αρκετά κοντά τεχνικά, αλλά όχι ακόμα έτοιμοι για ευρεία δημόσια διάθεση», επισημαίνουν οι δύο ερευνητές.

Τι δείχνει σήμερα ο ανοικτός χάρτης

Στην ηλεκτρονική πλατφόρμα του ΙΤΕ εμφανίζονται ήδη μετρήσεις και τριήμερη πρόγνωση για την Πάτρα. Χρειάζεται, ωστόσο, μια κρίσιμη διευκρίνιση: η πρόγνωση που βλέπει σήμερα ο επισκέπτης δεν προέρχεται ακόμη από το SmartAQ2+.

Είναι η αρχική πρόγνωση του SmartAQ, του συστήματος πάνω στο οποίο βασίστηκε η νέα μέθοδος. Το SmartAQ2+ έχει σχεδιαστεί ώστε να παίρνει αυτή την πρώτη πρόγνωση και να τη διορθώνει, χρησιμοποιώντας τις πιο πρόσφατες μετρήσεις από τους αισθητήρες και επιπλέον τοπικά στοιχεία.

Η ενσωμάτωσή του στον δημόσιο χάρτη θεωρείται τεχνικά εφικτή στο άμεσο μέλλον, αλλά συγκεκριμένη ημερομηνία δεν έχει ακόμη δοθεί.

Διαβάστε επίσης: Η Πάτρα στη διεθνή ελίτ της έρευνας: Δύο καθηγητές του Πανεπιστημίου στους κορυφαίους του κόσμου

Πόσο σωστά «βλέπει» τις δύσκολες ημέρες

Η φράση «μείωσε στο μισό το σφάλμα» δεν σημαίνει ότι το σύστημα μπορεί να προβλέψει χωρίς λάθος κάθε επεισόδιο ρύπανσης.

Το 2024, χρονιά κατά την οποία δοκιμάστηκε, οι αισθητήρες κατέγραψαν 54 ημέρες με συγκέντρωση PM2.5 πάνω από τα 25 μικρογραμμάρια ανά κυβικό μέτρο σε τουλάχιστον ένα σημείο της πόλης, το επίπεδο αναφοράς που χρησιμοποίησε η μελέτη.

Το SmartAQ2+ κατάφερε να προβλέψει σωστά 48 ώρες νωρίτερα τις 23 από αυτές τις 54 ημέρες. Παράλληλα, έδωσε επτά λανθασμένους συναγερμούς, προβλέποντας υπέρβαση που τελικά δεν σημειώθηκε, ενώ σε 299 ημέρες προέβλεψε σωστά ότι οι συγκεντρώσεις θα παρέμεναν χαμηλότερες.

Επομένως, η πρόγνωση είναι χρήσιμη, αλλά δεν αποτελεί αλάνθαστη προειδοποίηση. Οσο μεγαλώνει η χρονική απόσταση, αυξάνεται και η αβεβαιότητα. Οι πρώτες 24 και 48 ώρες είναι πιο ασφαλείς, ενώ η τρίτη ημέρα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως μια πρώτη ένδειξη και όχι ως βεβαιότητα.

Υπάρχει και ένας ακόμη περιορισμός: κανένα σύστημα δεν μπορεί να γνωρίζει ημέρες νωρίτερα ότι θα ξεσπάσει μια πυρκαγιά ή ότι ένα ατύχημα θα προκαλέσει μεγάλη κυκλοφοριακή συμφόρηση. Μπορεί, όμως, μόλις συμβεί το έκτακτο γεγονός, να πάρει τις νέες μετρήσεις και να διορθώσει την εικόνα σε πραγματικό χρόνο.

Από το νέο λιμάνι μέχρι την Τσικνοπέμπτη

Η απόδοση δεν ήταν ίδια σε όλα τα σημεία και όλες τις εποχές. Καλή έως εξαιρετική χαρακτηρίστηκε σε 21 από τα 31 σημεία τον χειμώνα και την άνοιξη, σε 17 το καλοκαίρι και σε 22 το φθινόπωρο.

Το καλοκαίρι οι συγκεντρώσεις είναι συχνά χαμηλές. Ετσι, ακόμη και μια μικρή απόκλιση λίγων μικρογραμμαρίων μπορεί να εμφανίζεται ως μεγάλο ποσοστιαίο λάθος.

Το σύστημα δυσκολεύεται περισσότερο όταν δεν υπάρχει αισθητήρας σε σχετικά κοντινή απόσταση, όταν μια πολύ τοπική πηγή ρύπανσης δεν έχει αποτυπωθεί σωστά στα διαθέσιμα στοιχεία ή όταν συμβαίνει ένα ασυνήθιστο επεισόδιο.

Στη δοκιμή καταγράφηκαν, για παράδειγμα:

• σύντομες εξάρσεις κοντά στο νέο λιμάνι, πιθανότατα από πλοία και βαρέα οχήματα,
• υψηλότερες χειμερινές τιμές που συνδέονται με την καύση ξύλου και άλλης βιομάζας,
• η ιδιαίτερη επιβάρυνση της Τσικνοπέμπτης.

Τα παραδείγματα δείχνουν πόσο διαφορετική μπορεί να είναι η εικόνα από τη μία περιοχή της Πάτρας στην άλλη, ακόμη και την ίδια ώρα.

Πότε να ανοίγουμε τα παράθυρα

Η πιο απλή εφαρμογή στην καθημερινότητα αφορά κάτι που όλοι κάνουμε μηχανικά: ανοίγουμε τα παράθυρα για να αερίσουμε το σπίτι ή τον χώρο εργασίας μας.

Εάν ο χάρτης δείχνει ότι τις επόμενες ώρες αναμένεται αυξημένη επιβάρυνση, ο αερισμός θα μπορούσε να μεταφερθεί σε διαφορετική ώρα. Αντίστοιχα, κάποιος θα μπορούσε να αλλάξει την ώρα που θα αθληθεί σε εξωτερικό χώρο ή που θα βγάλει ένα μικρό παιδί βόλτα.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η πληροφορία μπορεί να μεταφραστεί σε έναν απλό χρωματικό χάρτη, με μηνύματα όπως «χαμηλή», «μέτρια» ή «αυξημένη επιβάρυνση» για κάθε περιοχή και ώρα. Θα μπορούσαν ακόμη να αποστέλλονται προαιρετικές ειδοποιήσεις σε σχολεία, γονείς, ανθρώπους που γυμνάζονται έξω και πολίτες που ανήκουν σε ευάλωτες ομάδες.

Η οθόνη, πάντως, θα πρέπει να αναφέρει πότε ενημερώθηκε η πρόγνωση και πόσο βέβαιη θεωρείται. Στόχος δεν είναι να υποκατασταθεί η ιατρική συμβουλή, αλλά να διαθέτει ο πολίτης μία ακόμη πληροφορία για να οργανώνει καλύτερα την ημέρα του.

Διαβάστε επίσης: Οι πυρκαγιές σκοτώνουν χιλιάδες από μακριά – Τι αποκάλυψαν ερευνητές από την Πάτρα

Μπορεί να εντοπίσει από πού έρχεται η ρύπανση;

Το αρχικό SmartAQ μπορεί να εκτιμά τη συμβολή διαφορετικών πηγών, όπως η κυκλοφορία, η καύση ξύλου, το μαγείρεμα, η ναυτιλία και η μεταφορά ρύπων από μακρινότερες περιοχές.

Το SmartAQ2+ χρησιμοποιεί αρκετές από αυτές τις πληροφορίες για να βελτιώσει το τελικό αποτέλεσμα. Προς το παρόν, όμως, διορθώνει τη συνολική συγκέντρωση των PM2.5 και όχι ξεχωριστά το ποσοστό που προέρχεται από κάθε πηγή.

Μπορεί, επομένως, να προσφέρει ενδείξεις για το τι πιθανόν συμβαίνει, αλλά όχι οριστική «διάγνωση». Για μια πυρκαγιά ή ένα επεισόδιο μεταφοράς σκόνης χρειάζονται επιπλέον δεδομένα.

Για τις πυρκαγιές, η ομάδα αναπτύσσει διαφορετικό μοντέλο, το οποίο θα υπολογίζει σε πραγματικό χρόνο τη μεταφορά των μικροσωματιδίων μέσω του καπνού. Η σχετική εργασία βρίσκεται στη διαδικασία δημοσίευσης, αλλά το σύστημα δεν έχει περάσει ακόμη σε πιλοτική χρήση.

Πρώτα τα PM2.5, μετά οι υπόλοιποι ρύποι

Η νέα μέθοδος έχει αναπτυχθεί και αξιολογηθεί ειδικά για τα PM2.5. Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα λεπτά αιωρούμενα σωματίδια αποτελούν τον σημαντικότερο ατμοσφαιρικό ρύπο για τη δημόσια υγεία, γι’ αυτό και δόθηκε προτεραιότητα σε αυτά.

Το αρχικό SmartAQ παράγει ήδη προβλέψεις και για άλλους ρύπους, όπως τα οξείδια του αζώτου, το διοξείδιο του θείου, το μονοξείδιο του άνθρακα, το όζον, τις πτητικές οργανικές ενώσεις και τα μεγαλύτερα αιωρούμενα σωματίδια.

Το SmartAQ2+ μπορεί να επεκταθεί και σε αυτούς. Χρειάζεται, όμως, να υπάρχουν αρκετές μετρήσεις από πολλά σημεία της πόλης, κάτι που σήμερα δεν συμβαίνει στον ίδιο βαθμό για όλους τους ρύπους.

Για τον Δήμο ή την Περιφέρεια, ένας τέτοιος χάρτης θα μπορούσε να αποτελέσει εργαλείο στοχευμένης ενημέρωσης ανά γειτονιά, σχολική περιοχή ή άλλο σημείο ιδιαίτερου ενδιαφέροντος.

Η δοκιμή στην Αθήνα και το επόμενο βήμα

Το επόμενο βήμα είναι να δοκιμαστεί το SmartAQ2+ για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, σε περισσότερες πόλεις και με διαφορετικό αριθμό αισθητήρων.

Η αρχή έχει ήδη γίνει στην Αθήνα. Μια δοκιμαστική εφαρμογή διάρκειας ενός μήνα, σε έξι σημεία και χωρίς να εκπαιδευτεί ξανά το μοντέλο από την αρχή, έδωσε ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Οι ερευνητές τονίζουν, ωστόσο, ότι πρόκειται για προκαταρκτική ένδειξη και όχι για απόδειξη ότι το σύστημα είναι ήδη έτοιμο να λειτουργήσει σε κάθε πόλη.

Για την ανάπτυξη αντίστοιχων εφαρμογών σε άλλες ευρωπαϊκές πόλεις και την εμπορική αξιοποίηση των αποτελεσμάτων εκτός Πάτρας, δύο μέλη της ερευνητικής ομάδας, η Μαρία Γεωργοπούλου και η Κατερίνα Σεϊτανίδη, δημιούργησαν την emAIRging, εταιρεία-τεχνοβλαστό του Ινστιτούτου Επιστημών Χημικής Μηχανικής του ΙΤΕ.

Η χρηματοδότηση από το Ιδρυμα Μποδοσάκη και το Κοινωφελές Ιδρυμα Κοινωνικού και Πολιτιστικού Εργου αφορά ειδικότερα την ανάπτυξη του πανελλαδικού δικτύου αισθητήρων PM2.5. Οι μετρήσεις του δικτύου είναι διαθέσιμες στην πλατφόρμα air-quality.gr και υποστήριξαν την ανάπτυξη και την αξιολόγηση της νέας μεθόδου.

Για την Πάτρα, λοιπόν, το επόμενο στοίχημα δεν είναι απλώς να βελτιωθεί ακόμη περισσότερο ο αλγόριθμος. Είναι να μετατραπεί σε μια σταθερή, κατανοητή και αξιόπιστη υπηρεσία που θα λέει στον πολίτη, χωρίς επιστημονικούς γρίφους, πότε ο αέρας της γειτονιάς του χρειάζεται περισσότερη προσοχή.

Ακολουθήστε μας για όλες τις ειδήσεις στο Bing News και το Google News