烟霾天,环境局同时公布1小时PM2.5浓度和24小时污染指数PSI。设想烟刚飘来,前一个读数升高,后一个却可能仍在“中等”范围。准备外出散步的人,该怎样理解这两个数字?
这两个数字记录了不同时间范围的空气情况,其中一个还经过评分换算。想知道眼下变化,要看较近期的资料;较长时段的信息则另有用途。先跟着监测资料,看两个读数怎样得来。
两个数字从何而来
环境局通过全岛监测网络,持续测量空气中的污染物浓度。跨境烟霾期间,主要污染物通常是细颗粒物(fine particulate matter,PM2.5),即一类微小的悬浮颗粒。仪器报告的浓度,说明每立方米空气中这类颗粒的总质量。
假设浓度是50微克/立方米。想象在客厅放一个长、宽、高各1米的透明箱子,箱内空气所含的细颗粒,加起来重50微克。若只比重量,就像把一克白糖均分成两万份,取其中一份。箱子帮助我们想象体积,实际监测并不需要把空气逐箱装起来。
对过去一小时的浓度取平均值,便得到环境局的1小时PM2.5读数。它看的,是刚过去这一小时里,空气平均有多脏,并非某一瞬间的读数。数字后面标有“微克/立方米”,因为它报告的是浓度。
污染指数(Pollutant Standards Index,PSI)则把浓度换算成分数。沿PM2.5这一项看,先平均算出过去24小时的浓度,再按分级规则换算。若这24小时平均为50微克/立方米,颗粒这一项约为94分,即落在“中等”范围。
整体PSI综合六种污染物,各自评分,取最高的一项。只要其他项目都不高于94,整体PSI便是94。换算后,各项分数放在同一刻度上,便于用一个数字报告空气情况。取最高值,也使某种污染物升高时,不会被其他较低项目平均掉。各项污染物采用的平均时间也不完全相同。
1小时PM2.5是浓度,24小时PSI是指数分数,两者不能直接比较大小;一小时浓度50,也不能直接推出PSI为94。
烟来了数据为何不同步
回到烟刚飘来的下午。最近1小时的颗粒浓度升高,可是计算24小时平均值时,之前空气较清的时段仍在计算范围内,所以把平均值拉低了。新升高的1小时只占其中一份,较长平均不会一下子跳到同样高。
到了傍晚,若烟已散去,1小时读数会较快降下来,24小时平均值却还算着下午烟浓时的读数。可以把它想成一排24个格子,每格放1小时数据:每过一小时,拿掉最旧的一格,再补进最新的一格。先算这些浓度的平均值,再换算成分数,不能把每格先换成指数后才平均。
因此,24小时PSI也每小时更新。“24小时”说的是它的PM2.5项目回看多长时间;傍晚的读数,包含从前一天傍晚以来的资料,到了午夜不会重新从零开始。刚更新的数字,仍可能带着下午烟浓时的影响。
既然一小时读数反应较快,为什么还保留PSI?环境局说明,颗粒污染与健康关系的研究,多采用24小时平均浓度,相关健康指引也以较长时段的信息为依据。较长平均值提供另一种观察尺度,不能只因变化较慢就当成资料过时;短时浓度升高,也值得及时留意。
环境局曾公布2015年和2019年的烟霾记录,把1小时PM2.5与24小时PSI画在同一张时间图上,展示两项资料不同的变化节奏。看这种图时,要留意它们分别使用浓度和指数刻度:曲线起伏可以帮助理解时间差,两条线的高度不能当作同一种量比较。
出门运动前看PM2.5浓度
准备出门运动,应该先该查看什么?环境局建议,即刻散步或跑步,参考所在区域的1小时PM2.5浓度,以及相配合的个人活动指南。读数按北、南、东、西、中区公布,所在地未在官方区域表中列出时,可参考最接近的区域。
这项浓度有分档及活动建议,无须自己先换成另一种指数。散步的是健康成人,还是患有心肺疾病的家人?准备轻松走一会儿,还是长时间跑步?污染对人的影响与健康状况、活动强度及持续时间有关,同一个读数不代表每个人都应作相同安排。
“中等”这样的类别也无法保证每个人都没有不适。特别敏感的人仍要留意自己的反应,不应等到指数跨入另一个颜色才考虑调整。
若安排明天持续几小时的户外活动,则参考24小时PSI预测和相应健康指引。预测说的是接下来可能怎样,今天已经测到的24小时PSI不能代替它。等到真正出门前,再看1小时浓度,判断是否需要调整安排。
网上还常见空气质量指数(Air Quality Index,AQI),各地刻度和平台采用的时间范围可能不同。例如瑞士空气质量科技公司IQAir的US AQI⁺,把过去一小时平均浓度按美制刻度换算。它与新加坡24小时PSI可能同时存在刻度和时段差异,数字较大,不能独自证明检测测到更多颗粒。
弄清读数来路,外出运动便有了判断依据:近期浓度提醒眼下变化,预测则帮助安排明天活动,再把同行家人的状况和活动指南放在一起考虑。窗外那层灰,须要看一眼;出门前手机显示的烟霾数字,也须读清楚。
小知识
天越灰,空气一定越脏吗?
远处楼宇的光穿过空气时,会被悬浮颗粒改变方向,这叫散射(scattering)。景物与背景的明暗差缩小,轮廓便模糊了,有点像隔着磨砂玻璃看东西。空气中的颗粒分散悬浮,起着类似的散光作用。
潮湿时,部分颗粒还会吸水变大,改变散光能力。因此,即使颗粒浓度相近,湿度不同,天空看起来也可能不一样。新加坡气象署研究人员曾比较本地能见度、湿度与颗粒浓度,发现湿度会影响景物清晰程度。光穿过的空气越长,颗粒影响轮廓的机会也越多,远处楼宇往往先变朦胧。窗外的灰提醒我们留意空气变化,却无法直接换算成污染分数。
