UC Riverside-ingenjörer utvecklar metoder för att uppskatta effekten av Kaliforniens destruktiva skogsbränder på luftkvaliteten i stadsdelar som påverkas av röken från dessa bränder. Deras forskning, finansierat av NASA och resultaten publicerade i Atmospheric Pollution Research, fyller i luckorna i nuvarande metoder genom att tillhandahålla luftkvalitetsinformation i grannskapsskalor som krävs av folkhälsotjänstemän för att göra hälsobedömningar och rekommendationer om evakuering.

Mätningar av luftkvalitet beror till stor del på markbaserade sensorer som vanligtvis är placerade många mil från varandra. Att bestämma hur hälsosamt det är att andas luft är enkelt i närheten av sensorerna men blir opålitligt i områden mellan sensorerna.

Akula Venkatram, en professor i maskinteknik vid UC Riversides Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering, ledde en grupp som utvecklade en metod för att tolka koncentrationer av fina partiklar som observerats av markbaserade sensorer under 2017 års brandkomplex som inkluderade Atlas, Nunnor, Tubbs, Ficka, och Redwood Valley-bränder, och lägerelden 2018.

Deras metod fyller i luckorna i luftkvalitetsinformation som erhålls från monitorer på marknivå och satellitbilder med hjälp av en matematisk modell som simulerar transporten av rök från bränderna. Detta tillvägagångssätt ger uppskattningar av partikelutsläpp från skogsbränder, vilket är det mest osäkra av indata från andra metoder för att tolka samma data. Dessa utsläpp i kombination med fysiken i röktransportmodellen gjorde det möjligt för gruppen att uppskatta variationen av partikelkoncentrationer över avstånd så små som en kilometer.

"Vi behöver bättre sätt att mäta luftkvaliteten så att vi kan låta folk veta när och var det är säkert att gå ut och träna, eller gå och bo någon annanstans, till exempel, ", sa Venkatram. "Förutom att fylla i luckorna i data från övervakningsstationer och satellitbilder, Vår metod kan också användas för att förutsäga nästa dags luftkvalitet genom att uppskatta utsläppen från skogsbränder för morgondagen baserat på dagens observationer."

Även om all rök kan göra luft obehaglig att andas, det är de minsta partiklarna, kallas PM2.5, som kan penetrera lungvävnad och orsaka flest hälsoproblem. UC Riverside-modellen är speciellt utformad för att förutsäga PM2,5-koncentrationer i områden med otillräcklig täckning av luftkvalitetsövervakningsstationer.

Författarna hoppas att deras arbete kommer att hjälpa ansträngningarna att skydda folkhälsan under Kaliforniens oundvikliga årliga skogsbränder.