Brandrök hotar regelbundet luftkvaliteten över stora områden i platser som Kalifornien. Men en ny studie finner att ett nätverk av billiga sensorer placerade i privata hem kan måla upp en mer detaljerad bild av lokaliserad förorening, särskilt i områden där data om luftkvalitet är begränsad.

"[Lågkostnadssensorerna] kommer sannolikt inte att ersätta våra tillförlitliga övervakningsnätverk, "sa Ashley Collier-Oxandale, en specialist på luftkvalitet från South Coast Air Quality Management District (AQMD) som presenterade studien förra månaden vid American Geophysical Union Fall Meeting 2019. Men eftersom de tar avläsningar så ofta som en gång i minuten och kan distribueras brett på grund av deras överkomliga priser, sensorerna ger invecklade detaljer som kan gå förlorade med övervakningsnätverk, Hon sa.

Collier-Oxandale och hennes team distribuerade 400 sensorer till hushåll i 14 samhällen i Kalifornien och samlade in data i över ett år. Avläsningarna samlades in i realtid med deltagarnas Wi-Fi-nätverk i hemmet, bidra till en webbplats som gav deltagarna visualiseringar av data från sina samhällen.

Med dataåret, forskarna kunde visa säsongsbetonade och dagliga trender som fanns i samhällen för att avgöra när stora föroreningar var mest troliga. Partiklar var vanligtvis högre på natten under vintern, till exempel, troligtvis på grund av inversioner, när ett lager varm luft högre i atmosfären fångar kallare luft nära marken som innehåller mer partiklar, sa forskarna. Och de fann att föroreningarna spetsade under vardagar, speglar ökad förorening på grund av rusningstrafik. Uppgifterna kan också användas för att ge en ögonblicksbild av aktuell förorening, vilket är till hjälp vid naturkatastrofer, enligt forskarna.

"[Sensorerna] är särskilt väl lämpade för att upptäcka utsläpp från skogsbränder, "Collier-Oxandale sa." De kan ge en kvalitativ bild av var plymerna är och vart de ska. "

Teamet undersökte de deltagande hushållen om deras erfarenhet av sensorerna och testade vilka datavisualiseringar som deltagarna tyckte var mest användbara. Kalendrar, till exempel, återspeglar varje dags föroreningsnivå i olika färgnyanser.

"Kalenderdiagrammen är en visualisering som vi fann resonans med samhällsmedlemmar, "Collier-Oxandale sa." Det verkar vara ett mycket intuitivt sätt för dem att interagera med data. "

Det slutliga målet, enligt Collier-Oxandale, är för data från många sensorer i samhällen för att ge en komplett och uppdaterad bild av föroreningens omfattning, hjälpa människor att undvika områden som är särskilt farliga. Men studien pekade också på några utmaningar i samband med sensorer.

"Det finns många begränsningar, "sa hon. Sensorerna är känsliga för faktorer som temperatur och luftfuktighet, vilket får dem att överskatta koncentrationerna av partiklar. Och de är särskilt känsliga för hård vind, vilket kan få dem att underskatta föroreningsnivåer.

Ett annat hinder för data som samlas in från privatägda sensorer i samhällen är antalet olika sensorer som är kommersiellt tillgängliga, var och en med sina egna särdrag och begränsningar. I den här studien, data samlades mestadels in med en typ av sensorer. Men trots dessa begränsningar, Collier-Oxandale sa att studiens preliminära resultat är lovande, tillade att medlemmar i studien var glada över att få tillgång till lokaliserad data.

"Ett av våra samhällen har parat inomhus- och utomhussensorer, och vi hittade dem med små experiment, "sa hon. Några av dem skulle, till exempel, använda sina luftfilter i olika inställningar för att begränsa de mest effektiva, billigaste sättet att förbättra luftkvaliteten i sina hem.

"Gemenskapsmedlemmar får inte bo nära en övervakningsstation, men de kan sätta en av dessa utanför ytterdörren, "sa hon." Och de använder det för att fatta beslut som:"Spring jag utanför idag, eller gå till gymmet? De uppskattar verkligen att ha tillgång till den hyperlokala informationen. "

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av bloggar om jord- och rymdvetenskap, värd av American Geophysical Union. Läs den ursprungliga historien här.