I mer än fem år, University of Utah luftkvalitetssensorer har kopplat turer på TRAX-tåg, skanna luftföroreningar längs tågets röda och gröna linje. Nu studien, en gång ett passionsprojekt för U-forskare, har blivit ett statligt finansierat långsiktigt observatorium, med en extra sensor på Blue Line till Sandy och Draper och ytterligare insikter i händelserna som påverkar Salt Lake Valleys luft, inklusive sommarfyrverkerier och vinterinversioner.

I en ny studie publicerad i Urban Science , forskare inklusive Daniel Mendoza och Logan Mitchell rapporterar det senaste från TRAX Observation Project, inklusive datavalideringsstudier som stärker datas värde för andra forskare och tre fallstudier från senaste händelser som visar upp förmågan hos de mobila luftkvalitetssensorerna.

Vad är nytt:Blue Line och datavalidering

UTA:s TRAX-system består av tre spårvägslinjer:röd, grönt och blått. Fram till november 2019, U-sensorer som mäter ozon och partiklar installerades endast på Röda och Gröna linjens tåg, eftersom båda linjerna använde samma tågvagnar. Dessa två linjer går genom centrala Salt Lake City, den centrala I-15-korridoren och dalens västra sida. Med en extra sensor på Blue Line, dock, luftkvalitetsmätningar sträcker sig nu in i Salt Lake Valleys sydöstra kvadrant.

"Det är ett väldigt viktigt område i dalen, " Mitchell säger. "Det är mycket folk där nere." Blue Line går också upp och ner i höjdled, precis som den röda linjen gör när den stiger från centrala Salt Lake City till U-campus. "Eftersom höjd är en så viktig del av luftkvaliteten och förståelse av djupet av inversionen på olika dagar, under olika förhållanden, " han säger, "det kommer att bli en väldigt viktig del av datamängden för oss."

Att sträcka sig in i den södra dalen gör det också möjligt för forskare att lära sig mer om hur luftmassor rör sig fram och tillbaka mellan Salt Lake och Utah län, genom bergspassagens smala punkt.

"Det är faktiskt väldigt kritiskt eftersom vi ibland har väldigt olika meteorologiska fenomen på gång mellan de två dalarna, Mendoza säger. "Vi kan nu undersöka ett utbyte av luftmassor i vår bassäng."

Den andra stora utvecklingen i TRAX Observation Project är valideringen av data som kommer från de mobila sensorerna. Detta är ett viktigt steg i ett banbrytande projekt som detta, och fungerar tillsammans med kvalitetssäkrings- och kvalitetskontrollprotokoll som ett certifikat på de arkiverade data som nu görs tillgängliga för andra forskare. Det lindrar också alla farhågor om att luftturbulensen som orsakas av det rörliga tåget kan skeva avläsningarna.

Experimentet involverade en stationär partikelsensor placerad cirka 10 fot (3 m) från järnvägslinjen som skulle ta avläsningar närhelst TRAX-tågen befann sig inom 500 fot (150 m) från sensorerna. Jämför de mobila och stationära avläsningarna, Mendoza säger, visade 96% noggrannhet. "Det ger oss verkligen ett stort förtroende för att våra TRAX-sensorer faktiskt fungerar riktigt bra jämfört med regulatoriska sensorer och kan användas för hälsostudier, politik och så vidare, säger Mendoza.

Tittar på fyrverkerierna

Med fem år av fortsatta observationer, TRAX Observation Project har fångat många luftkvalitetshändelser. Mendoza, Mitchell och deras kollegor dokumenterar tre speciella händelser i sin tidning:en förhöjd ozonhändelse från augusti 2019, en kall luft pool inversion händelse i november 2019 och fyrverkerierna den 4 juli, 2019.

Fyrverkerievenemanget var unikt – det var inte ett fenomen som orsakades av en atmosfärisk händelse eller av geografin i Salt Lake Valley. Det var en förekomst av flera punktkällor för luftföroreningar av partiklar, möjliggör observation av hur dessa plymer av partiklar rörde sig genom dalen.

Efter generellt god luftkvalitet, hotspots med förhöjda föroreningar började dyka upp i TRAX-data mellan kl. 22.00 och 23.00. på självständighetsdagen. Vid midnatt, majoriteten av dalen upplevde måttlig till ohälsosam luftkvalitet.

Mendoza säger att tågdata inte bara visar spridningen av röken – något man inte ser vid vintervändningar, som har låg atmosfärisk energi – men också kvällsvindarna som kommer nerför Emigration Canyon på dalens östra sida, som tvättar bort en del av luftföroreningarna.

"Det här är exempel på den typ av saker som vi ser som du inte kunde se med stationära monitorer, " tillägger Mitchell. "Det hjälper oss att förstå var gradienterna är i dalen, hur de utvecklas genom föroreningshändelser som under den fjärde juli eller en inversion eller en ozonhändelse. Du kan se luftmassorna röra sig. Man kan se var föroreningarna finns och hur de rör sig från olika delar av dalen."

Nästa steg

Nästa, Mitchell säger, teamet hoppas kunna lägga till sensorer som mäter oxider av kväve och kolmonoxid, båda viktiga komponenter i atmosfärisk kemi. De skulle också vilja utöka studien till lätta tåg i städer som Portland eller Denver.

"Det skulle vara riktigt intressant för oss att kunna jämföra de rumsliga mönstren vi ser här med en annan stad som har en annan topografi runt sig och en annan blandning av utsläppskällor, " Mitchell säger, "så att vi kan förstå hur städer i allmänhet påverkas av dessa saker och hur det liknar eller skiljer sig från vad som händer i Salt Lake City."