新图像揭示全球空气质量趋势

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一组科学家首次以图表形式展示了已知会影响人类健康的主要空气污染物之一的全球浓度。
由利兹大学、爱丁堡大学、北卡罗来纳州立大学和英国气象局创建的空气质量条纹与欧洲大部分地区空气质量的显著改善以及非洲和中亚部分地区令人担忧的空气质量恶化形成了鲜明对比。
该项目的研究结果强调了全球在应对空气污染方面取得的成功和当前面临的挑战。
该项目联合主任、爱丁堡大学 EPCC 的 Kirsty Pringle 博士表示：“空气污染常被称为‘隐形杀手’，但这些图像让隐形的变成了可见的，展示了几十年来颗粒物污染的变化。”
利兹地球与环境学院大气成分副教授吉姆麦奎德博士与普林格尔博士一起参与了“空气质量条纹”项目，他说：“空气污染是世界领先的死亡风险因素之一，据认为全球十分之一的死亡是由空气污染造成的。
“我们的空气质量条纹显示了世界各地趋势和浓度的巨大差异。这些条纹表明，在减少人们接触劣质空气方面还有许多工作要做，而在某些地方，这项工作要做的还要更多。”
受到举世闻名的气候变暖条纹图像的启发，研究人员创建了自己的图表来绘制室外颗粒物空气污染浓度的变化趋势。颗粒物是遍布整个大气的微小液体或固体颗粒（如灰尘、污垢、烟尘或烟雾）的混合物。
为空气质量条纹项目提供数据的英国气象局高级科学家史蒂文·特诺克博士表示：“以空气质量条纹的形式呈现这些科学数据，确实突显了空气质量趋势的鲜明对比，以及人们在不同居住地受到不良空气质量影响的情况。”
世界上每个国家的首都都有条纹，另外还有两个城市代表中国、印度和美国。研究小组还加入了他们自己的城市，即利兹、爱丁堡和埃克塞特。
最浅的蓝色条纹符合2021 年推出的世界卫生组织空气质量指南，所有其他颜色均超过指南值。
计算机模拟和卫星观测的数据相结合，估算了自工业革命开始以来颗粒物浓度的变化，条纹的调色板由一位艺术家设计，他分析了 200 多张在线“空气污染”图片，以确定主要的调色板。
主要发现：
欧洲空气质量改善：图片显示欧洲大部分地区（主要是西欧）的颗粒物水平大幅下降。更严格的空气质量法规和技术进步已成功降低了大多数欧洲城市（例如伦敦、布鲁塞尔、柏林）的颗粒物浓度。
中亚和非洲部分地区的状况恶化：可视化显示，中亚和非洲许多城市的颗粒物污染令人担忧地上升（例如伊斯兰堡、德里、内罗毕）。快速的城市化、工业增长和有限的监管框架加剧了这一令人不安的趋势，对当地居民构成了重大的健康风险。
全球差异：图片突显了不同地区在空气质量改善方面存在的巨大差异，强调需要采取有针对性的国际努力来解决受影响最严重地区日益严重的空气污染危机。
自然来源的影响在某些地方尤为明显，这些来源包括沙漠尘埃和野火，靠近海岸的地方通常非常明显，例如雅加达的水平低于预期。
多种污染物
颗粒物（PM 2.5）的直径小于人类头发宽度的三十分之一，可轻松深入肺部。最小的颗粒会进入血液并影响我们的健康，有些甚至在未出生婴儿的血液中检测到。
它们可能来自火山和沙漠等自然来源，也可能由人类活动产生，例如工业、汽车、农业、家庭燃烧以及气候变化引起的火灾。
PM 2.5与多种健康问题相关，包括哮喘等呼吸问题、肺部健康状况下降、患癌症和心脏病的可能性增加，以及患糖尿病、阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等多种疾病的风险增加。
世界卫生组织建议，PM 2.5的年平均浓度不应超过每立方米空气 5 微克（5 ug/m 3 ）。这一新准则通常将这一浓度归类为非常好的空气质量。重要的是要记住，医学界没有公认的PM 2.5安全水平。
目前，全球 99% 的人口生活在 PM 2.5 浓度高于该值的环境中，其中 PM 2.5浓度最高的国家通常出现在中低收入国家。
AQ 条纹使用年平均值来考虑全年天气模式变化导致的波动，并使不同地点之间的比较更加简单。然而，研究人员指出，即使短期暴露在非常高的浓度下，也会很快产生急性健康影响，需要接受医疗治疗。
McQuaid 博士补充道：“我们创建这些是为了尝试将计算机模型生成的复杂数据以更容易理解的形式阐明出来。
“奇怪的是，我们最头疼的问题之一就是配色方案。我们最终选择了从蓝到黑的配色方案，代表干净的蓝天，而从黑到蓝的配色方案则代表极高的污染程度。
“最后，我们联系了一位美国同事（道格拉斯·汉密尔顿），他与他的一个团队成员一起通过互联网搜索标记为‘空气污染’的图片来创建配色方案，最终他们得到了我们最终采用的方案。这与我们已有的方案非常相似，但能得到外部验证真是太好了。
“对我来说，最重要的是当某人理解了它时那种恍然大悟的感觉；那种突然的‘哦，是的，现在我明白了！’我希望它足够简单，以便非专家可以看到它并能够理解它，即使离开学校后没有做过科学研究。”
普林格尔博士补充道：“这些图像表明，减少空气污染是可能的；现在欧洲许多城市的空气比 100 年前干净得多，这改善了我们的健康状况。我们真心希望全球都能实现类似的改善。”
空气质量条纹延续了气候变暖条纹的脚步，该条纹由美国国家大气科学中心和雷丁大学的艾德·霍金斯教授于 2018 年创建，此后被广泛用作地球气候变暖的视觉表现。
霍金教授的工作启发了描绘生物多样性丧失的“生物多样性条纹”和“海洋酸化条纹”的创作。