Quando si parla di studio dell'inquinamento atmosferico, di solito pensiamo alle agenzie governative ufficiali e ai laboratori universitari, misurare le particelle e tracciare la velocità del vento – e con buone ragioni. Fino a poco tempo fa, modellare il movimento dell'inquinamento nell'aria richiedeva calcoli molto complessi, modelli che spesso richiedevano giorni e persino settimane per essere eseguiti. Ma la qualità dell'aria riguarda tutti:non solo governi e università, ma cittadini medi, figli, animali domestici. Alla Carnegie Mellon, Il professore CEE/PPE Peter Adams sta lavorando per assicurarsi che tutti coloro che sono colpiti dall'inquinamento atmosferico dispongano degli strumenti necessari per comprendere la qualità della loro aria.

Il laboratorio di Adams è uno di questi laboratori universitari che crea complicati modelli di qualità dell'aria, chiamati modelli di trasporto chimico (CTM) che possono richiedere una quantità eccessiva di tempo per l'esecuzione, ma sono estremamente completi e precisi. Ciò è dovuto ai numerosi input necessari, come una descrizione molto dettagliata della meteorologia 3-D per il tempo in questione, le emissioni di tutti gli inquinanti presenti nell'area circostante, e altro ancora.

"Fare uno di questi richiede sia molta esperienza che molto tempo, " dice Adams. "Questi sono i modelli gold standard, ma i giorni o le settimane di tempo del computer non sono nemmeno il grande costo. Il grande costo è che ci vogliono mesi per preparare gli input, e poi mesi per analizzare i dati. Sicuramente non è facile da usare."

Le normative statunitensi richiedono l'esecuzione dei marchi comunitari in determinati casi. Ad esempio, quando l'EPA lancerà un importante regolamento, devono fare modelli molto dettagliati per dimostrare i benefici ambientali. L'EPA dispone di capacità interne per eseguire questi modelli. Ma la responsabilità del rispetto delle normative EPA ricade sugli stati. Quando un'area risulta non essere conforme alle normative EPA, spetta agli stati elaborare un piano statale di attuazione, per mostrare come intendono adeguare le proprie emissioni alle normative. Ciò significa che esiste un'intera categoria di ricercatori e decisori che si preoccupano della qualità dell'aria, ma non sono in grado di eseguire uno di questi modelli.

"Questo è il divario che stiamo cercando di colmare, " dice Adams. "Abbiamo costruito quello che chiamiamo un modello di complessità ridotta che fornisce essenzialmente la stessa risposta, e non richiede esperienza per funzionare. In alcuni casi, è semplice come moltiplicare due numeri. Dimmi solo dove e quanto stai aumentando le emissioni di un certo inquinante, e puoi fondamentalmente cercare in una tabella come ciò influirà sulla salute umana".

Lo strumento è noto come EASIUR:stima dell'impatto sociale dell'inquinamento atmosferico utilizzando la regressione. Immagina di emettere una tonnellata di un certo inquinante, sia esso SO2, NOx, o ammoniaca. Gli effetti sulla salute umana saranno molto diversi a seconda non solo dell'inquinante che emetti, ma anche dove emetti, sia per la chimica atmosferica della zona che per la densità di popolazione. EASIUR si basa su ampi modelli eseguiti nel laboratorio di Adams, che hanno modellato l'intero Paese, suddiviso in reti di 36 chilometri. Utilizzando una combinazione di simulazioni e statistiche, Adamo, insieme al dottorato studente Jinhyok Heo, è stato in grado di sviluppare un semplice, tabella user-friendly, qualcosa che richiederebbe un processore di computer moderno circa 6, 000 anni da compiere. Questa tabella può dirti quali saranno i danni alla salute umana se emetti una quantità X di inquinante in un determinato luogo, non solo nel sito di emissione, ma anche sottovento.

"Prendi l'Autorità Portuale di Pittsburgh, ad esempio, " dice. "Alcuni dei nostri autobus sono vecchi, diesel relativamente sporchi. Non sarebbe bello se potessero effettivamente avere numeri difendibili da dire, 'Se sostituisco un vecchio autobus con uno più pulito, le emissioni di NOx diminuiscono, e così tante vite saranno salvate." Allora, possono usare questi dati per vendere l'idea di passare a un modello di autobus più pulito. Questo è il tipo di applicazione per cui EASIUR è perfetto."

Grazie a Adams nuovo, strumento di modellazione facile da usare, tutti coloro che sono colpiti dagli effetti negativi sulla salute dell'inquinamento atmosferico potranno avere accesso alle informazioni necessarie per affrontare i problemi, senza dover rinunciare alla precisione.