Polscy naukowcy z Akademii Górniczo-Hutniczej dokonali przełomowego odkrycia w dziedzinie monitoringu jakości powietrza. Wykorzystując algorytmy sztucznej inteligencji, przeanalizowali niemal 14 milionów pomiarów pyłów PM10 i PM2,5 zebranych w latach 2015-2023 z całej Polski. Wyniki opublikowane w prestiżowym czasopiśmie PLOS One pokazują, że smog układa się w powtarzalne wzorce regionalne, które wykraczają daleko poza granice administracyjne kraju.
Ograniczenia obecnego systemu monitoringu
Mimo że Polska dysponuje siecią oficjalnych stacji monitoringu jakości powietrza, ich liczba pozostaje ograniczona głównie ze względu na wysokie koszty utrzymania. Z kolei popularne czujniki laserowe, choć pozwalają uchwycić lokalne epizody smogu, nie spełniają norm wymaganych w oficjalnych pomiarach środowiskowych.
W praktyce oznacza to lukę w wiedzy – mamy dokładne dane punktowe z poszczególnych lokalizacji, ale brakuje kompletnego obrazu sytuacji między nimi. To właśnie tę przestrzeń informacyjną postanowił wypełnić zespół badawczy kierowany przez dr hab. inż. Tomasza Danka z AGH.
„W naszych analizach wykorzystujemy narzędzia sztucznej inteligencji do integracji danych środowiskowych i społecznych, co pozwala precyzyjniej identyfikować obszary wymagające interwencji oraz optymalizować kierunki działań naprawczych” – wyjaśniają autorzy badania.
Siedem makroregionów zanieczyszczenia powietrza
Analiza algorytmiczna danych godzinowych, dobowych i rocznych z ośmioletniego okresu ujawniła podział Polski na siedem głównych makroregionów smogu:
- Północne niziny
- Górnośląski obszar przemysłowy
- Południowo-wschodnie wyżyny i kotliny
- Centralna strefa przejściowa
- Południowy obszar miejsko-wyżynny
- Południowe obszary górskie i podgórskie
- Doliny rzeczne i pojezierza środkowo-zachodnie
Każdy z wyróżnionych regionów charakteryzuje się unikatową specyfiką – różnią się sezonowością występowania zanieczyszczeń, ich poziomami oraz relacją między pyłami PM2,5 i PM10. Kluczowym odkryciem jest fakt, że granice tych obszarów w ogóle nie pokrywają się z podziałem administracyjnym Polski.
Jak podkreślają eksperci z AGH, dla atmosfery granice województw czy powiatów po prostu nie istnieją. Smog rozprzestrzenia się zgodnie z warunkami meteorologicznymi, ukształtowaniem terenu i lokalizacją źródeł emisji, tworząc naturalne regiony zanieczyszczenia.
Kraków jako szczególny przypadek mikroregionu
Jeszcze bardziej precyzyjny obraz wyłania się przy analizie mikroregionów – mniejszych obszarów, gdzie lokalne warunki mają decydujące znaczenie dla jakości powietrza. Najbardziej charakterystycznym przykładem jest Kraków, który ze względu na położenie w niecce otoczonej wyżej położonymi terenami, tworzy odrębny mikroregion smogu.
Piotr Siergiej, rzecznik Polskiego Alarmu Smogowego, podkreśla znaczenie podejścia mikroregionalnego: „Zanieczyszczenie powietrza ma bardzo lokalny charakter. Do tego stopnia, że miejscowość położona w kotlinie będzie miała wysokie zanieczyszczenie powietrza – powiedzmy Rabka czy Zakopane. A już obrzeża tych miejscowości, położone na wzgórzach, mają niewielkie zanieczyszczenie powietrza.”
Rewolucja w strategiach antysmogowych
Badanie może fundamentalnie zmienić sposób projektowania polityk ochrony powietrza w Polsce. Zamiast działań ograniczonych do granic administracyjnych, naukowcy proponują podejście oparte na rzeczywistych wzorcach rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń.
Autorzy badania wskazują, że odejście od analizy punktowej na rzecz podejścia makroregionalnego i czasoprzestrzennego pozwala:
- Analizować relacje przestrzenne między regionami
- Identyfikować wzorce transportu zanieczyszczeń
- Odróżniać emisje lokalne od napływowych
- Wskazywać trwałe źródła niskiej emisji, jak stare piece grzewcze
„Na przykładzie badań prowadzonych w Krakowie pokazaliśmy, że polityka realizowana wyłącznie w granicach administracyjnych, choć istotna, może być niewystarczająca. Zanieczyszczenia powietrza mają charakter wykraczający poza granice administracyjne” – podsumowują naukowcy.
Znaczenie dla przyszłości ochrony powietrza
Wyniki badań mają szczególne znaczenie w kontekście polskich wyzwań związanych z jakością powietrza. Polska wciąż należy do krajów UE z najwyższymi poziomami zanieczyszczenia pyłowego, a tradycyjne podejście administracyjne do walki ze smogiem może okazać się niewystarczające.
Mikroregiony wyznaczone na podstawie rzeczywistych wzorców stężeń zanieczyszczeń mogą stać się podstawą do projektowania bardziej precyzyjnych i skutecznych strategii antysmogowych. Takie podejście pozwala uchwycić lokalne mechanizmy akumulacji i transportu zanieczyszczeń oraz specyfikę uwarunkowań społeczno-gospodarczych, które nie zawsze są widoczne w analizach ogólnych.
