I residenti di Nuova Delhi e delle vicine aree fortemente inquinate dell'India settentrionale hanno ora accesso a previsioni sulla qualità dell'aria che forniscono informazioni fondamentali per ridurre la loro esposizione all'aria potenzialmente malsana.

Il nuovo sistema di previsione, sviluppato dal Centro nazionale per la ricerca atmosferica (NCAR) in collaborazione con l'Istituto indiano di meteorologia tropicale (IITM) di Pune ha iniziato a fornire previsioni a 72 ore di particolato fine, noto come PM2.5. Queste minuscole particelle sospese nell'aria, 2,5 micron o meno di diametro, sono una delle principali preoccupazioni perché sono abbastanza piccoli da penetrare in profondità nei polmoni o persino nel flusso sanguigno, potenzialmente causare significativi problemi respiratori e cardiaci.

L'inquinamento atmosferico può diventare così estremo nelle tipiche condizioni meteorologiche invernali che i funzionari di Nuova Delhi hanno chiuso le scuole e limitato il traffico nei giorni altamente inquinati. Il governo indiano ha anche formulato un piano d'azione di risposta graduale per imporre controlli temporanei alle industrie, produzione di energia, e attività di costruzione per evitare gravi episodi di inquinamento atmosferico.

"Sviluppando questo sistema di previsione, stiamo lavorando per fornire informazioni tempestive e accurate al pubblico sui prossimi episodi di scarsa qualità dell'aria, ", ha affermato Rajesh Kumar dell'NCAR, lo scienziato capo del progetto. "È fondamentale informare le persone in modo che possano pianificare in anticipo la riduzione della loro esposizione agli inquinanti atmosferici che possono influire sulla loro salute".

Il sistema utilizza misurazioni di inquinanti, modellazione informatica, e tecniche statistiche. Aggiorna la previsione ogni 24 ore.

I risultati preliminari indicano che sta predicendo accuratamente la variabilità quotidiana del PM2,5, avvisando in anticipo i funzionari e i residenti di una qualità dell'aria insolitamente scadente. Non sempre cattura i livelli precisi dell'inquinante, ma Kumar crede di poter migliorare il sistema di previsione per prevederlo meglio.

La tecnologia, che gli scienziati perfezioneranno durante un progetto di ricerca di due anni in India, possono eventualmente essere adattati per fornire previsioni sulla qualità dell'aria in altre aree inquinate nei paesi in via di sviluppo, così come negli Stati Uniti.

Il Ministero delle Scienze della Terra in India sta finanziando il progetto.

Una grave minaccia sanitaria ed economica

Nuova Delhi è tra le città più inquinate del mondo, secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità. Soffre di livelli particolarmente elevati di PM2,5, una grave minaccia per la salute umana e l'attività economica in gran parte dell'India e in molte parti del mondo in via di sviluppo.

Il particolato fine viene emesso da numerose fonti, compresi gli incendi agricoli, veicoli a motore, e ciminiere. Nei giorni in cui le concentrazioni atmosferiche di PM2,5 a Nuova Delhi salgono a molte volte il livello considerato malsano, l'esposizione prolungata alla foschia tossica equivale a fumare due pacchetti di sigarette al giorno. Durante un episodio di inquinamento particolarmente grave nel 2017, il primo ministro dello stato di Delhi ha twittato:"Delhi è diventata una camera a gas".

Un recente studio in Lancetta ha scoperto che il particolato fine e altri inquinanti potrebbero aver causato più di 1 milione di morti in India nel 2017.

I funzionari indiani si sono rivolti in passato alle previsioni sulla qualità dell'aria che si basavano sulla modellazione al computer delle condizioni atmosferiche di base. Ma le previsioni erano inaffidabili perché non includevano misurazioni atmosferiche dettagliate o inventari accurati delle emissioni, né hanno catturato correttamente alcuni dei processi atmosferici che producono particolato.

Il nuovo sistema tenta di affrontare queste limitazioni incorporando misurazioni satellitari delle particelle nell'atmosfera e le emissioni quasi in tempo reale dei grandi incendi associati alla combustione dei residui delle colture sopravento di Delhi. Si avvale inoltre di inventari delle emissioni dei trasporti, industria, e altre attività umane. Queste informazioni vengono inserite in un modello avanzato di chimica atmosferica basato su NCAR noto come WRF-Chem (la componente chimica del modello Weather Research and Forecasting).

Gli scienziati dell'NCAR stanno sviluppando un sistema statistico specializzato per combinare le osservazioni e l'output di WRF-Chem, migliorare ulteriormente l'accuratezza delle previsioni sul PM2,5 e consentire agli scienziati di quantificare in modo affidabile le incertezze nella previsione. Inoltre, IITM sta conducendo vaste campagne sul campo e monitorando la qualità dell'aria per comprendere meglio i processi che influenzano la formazione e il movimento del particolato nell'atmosfera di Nuova Delhi.

Kumar e i suoi colleghi stanno anche sviluppando tecniche per garantire che il sistema preveda con precisione i picchi di PM2.5 relativi a eventi speciali, come l'annuale festival delle luci Diwali che viene celebrato con candele e fuochi d'artificio.

Con la qualità dell'aria una preoccupazione pressante in gran parte del mondo, il team di ricerca sta studiando approcci di previsione simili negli Stati Uniti e in altri paesi in via di sviluppo altamente inquinati. Questo lavoro si svolge nell'ambito di un nuovo progetto internazionale chiamato Monitoring, Analisi, e previsione della qualità dell'aria (MAP-AQ), guidato da Kumar e da Guy Brasseur, direttore del Laboratorio di modelli e osservazioni di chimica atmosferica dell'NCAR.

"Le lezioni che stiamo imparando negli Stati Uniti sono molto utili in India, e viceversa, " Kumar ha detto. "Questa ricerca può portare a sistemi di previsione accurati in molte regioni, consentendo a milioni di residenti vulnerabili di adottare le misure necessarie per limitare la loro esposizione".