ศาสตราจารย์ ดร. ศิวัช พงษ์เพียจันทร์
คณะพัฒนาสังคมและสิ่งแวดล้อม
สถาบันบัณฑิตพัฒนบริหารศาสตร์
Email: pongpiajun@gmail.com
หลายท่านอาจจะสงสัยตื่นเช้าเปิดมือถือดู App คุณภาพอากาศทำไมวันนี้อากาศค่อนข้างแย่ทั้งที่มีการสั่งให้ Work From Home (WFH) ตอนกลางคืนก็มี Curfew โดยหลักการแล้วคุณภาพอากาศมันควรจะดีกว่านี้มิใช่หรือ?
ต้องขออธิบายก่อนปัจจัยที่ส่งผลต่อค่าคุณภาพอากาศที่เราเห็นตาม Low-Cost Wireless Dust Sensor อย่างเช่นแอปลิเคชันของ Air-Visual ว่ามีอะไรบ้าง
1. ระดับความแรงของแหล่งกำเนิด (Emission Source Strength) หรือพูดง่ายก็คือฝุ่นหรือมลพิษทางอากาศที่ถูกปล่อยจากแหล่งกำเนิดนานาชนิดไม่ว่าจะเป็น ไอเสียจากยานพาหนะ ปล่องโรงงานอุตสาหกรรม การเผาไหม้ในที่โล่งแจ้งจากภาคการเกษตร ฯลฯ ยิ่งปล่อยมากเท่าไหร่คุณภาพอากาศก็ยิ่งแย่
2. ความคลาดเคลื่อนเชิงระบบอันเนื่องจากความชื้น (Systematic Humidity Errors) มีงานวิจัยหลายชิ้นได้ชี้ให้เห็นว่าช่วงที่อากาศมีความชื้นสูง เครื่องวัดฝุ่นราคาถูกส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะแสดงค่า PM2.5 และ PM10 สูงกว่าความเป็นจริง มีงานวิจัยโดย Hojaiji et al., 2017 ได้ตรวจสอบตัว sensor จากหลากหลายบริษัทเช่น Dylos DC1100 Pro Air Quality Monitor, Alphasense OPC-N2, Shinyei PPD42NS, Sharp (Sharp Corporation, Japan) sensor และพบว่ามีความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นในช่วงที่สภาพอากาศมีความชื้นสูง [1] Jayaratne et al., 2018 พบว่าเครื่องตรวจวัดฝุ่นราคาถูกอย่าง Plantower PMS1003 แสดงค่าฝุ่น PM2.5 สูงเกินความเป็นจริงถึง 25% ภายใต้เงื่อนไขที่มีหมอกหรือความชื้นสัมพัทธ์สูงเกิน 75% [2]
3. ความเร็วลม (Wind Speed) หรือการระบายของอากาศในแนวราบ
4. ลักษณะของภูมิประเทศ (Topography) เช่นพื้นที่แอ่งกระทะมวลอากาศก็จะระบายตัวออกไปได้ยากกว่า พื้นที่ราบซึ่งมวลอากาศสามารถไหลออกไปได้ในแนวราบ
5. ระดับความสูงของชั้นบรรยากาศที่อยู่ใกล้ผิวโลกหรือ Planetary Boundary Layer (PBL) โดยปกติแล้วในช่วงฤดูหนาวจะเกิดปรากฏการณ์ Inversion Layer ได้ง่ายกว่าฤดูร้อนส่งผลให้ชั้นความสูงผสม (Mixing Height Layer) เกิดการกดตัวลง ด้วยเหตุที่ว่าความเข้มข้นของ PM2.5 คือน้ำหนักของฝุ่นหารด้วยปริมาตรอากาศ เมื่อปริมาตรอากาศเกิดการหดตัวลง ต่อให้น้ำหนักฝุ่นเท่าเดิมความเข้มข้นก็จะสูงขึ้น ดังนั้นในช่วงฤดูหนาวจึงมีแนวโน้มที่คุณภาพอากาศจะแย่กว่าฤดูอื่น ๆ ด้วยเหตุของการลดตัวลงของ Mixing Height Layer
6. ปริมาณน้ำฝนหรือกระบวนการชะล้าง (Wet Deposition) คือหนึ่งในปัจจัยหลักที่ช่วยลดปริมาณฝุ่นให้น้อยลงไปตามธรรมชาติ
จากปัจจัยทั้ง 6 ข้อที่ได้กล่าวไว้แล้ว ลองมาวิเคราะห์ดูว่าอะไรคือสาเหตุหลักที่ทำให้คุณภาพอากาศในกรุงเทพมหานครช่วงนี้ไม่ค่อยดีอย่างที่ควรจะเป็น
ปัจจัยที่ 1,3,4,6 มีส่วนทำให้ฝุ่นน้อยลงและมลพิษทางอากาศอื่นเช่นก๊าซ CO, CO2, NOx, SO2, O3 ก็ควรลดต่ำลงด้วยเช่นเดียวกัน สถานการณ์ WFH และ Curfew ย่อมมีส่วนทำให้ Emission Source Strength ของฝุ่นลดน้อยลงเช่นกันกับความเร็วลมที่ 11.2 km/h การระบายอากาศในแนวราบก็ดี กรุงเทพฯ ก็ไม่ใช่พื้นที่แอ่งกระทะเหมือนหลายจังหวัดในภาคเหนือตอนบน ประกอบกับเมื่อวาน (13 เม.ย. 63) ก็มีฝนตกตลอด เหตุใดค่าคุณภาพาอากศจึงยังดูแย่?
คำตอบของคำถามนี้น่าจะอยู่ที่ข้อ 2 และ 5 ความชื้นน่าจะมีผลอย่างมากต่อการนำเสนอค่าฝุ่นที่สูงเกินความเป็นจริง เนื่องจากเกิด Positive Bias หรือความเอนเอียงในการแสดงค่า PM2.5 และ PM10 ที่สูงเกินจริง อีกปัจจัยที่สำคัญคือความกดอากาศสูงที่ไหลมาจากจีน [3] และ Mixing Height Layer ที่กดทับลงต่ำในช่วงนี้ [4] คือสองปัจจัยหลักที่ทำให้ค่าคุณภาพอากาศดูแย่ทั้งที่มีฝนตก ลมพัดแรง และแหล่งกำเนิดของมลพิษน้อย
อ่านถึงตรงนี้หลายท่านอาจคิดว่า ถ้าเช่นนั้นการ WFH ก็ไร้ค่าสิ?
เปล่าเลยผมกลับมองว่าขนาด WFH ยังขนาดนี้ ถ้าไม่ลดปริมาณรถยนต์และแหล่งกำเนิดจากภาคอุตสาหกรรมในช่วงที่เกิดวิกฤตฝุ่น PM2.5 จะรุนแรงขนาดไหน? เราต้องอยู่ในประเทศที่มีการบริหารจัดการอย่างเป็นระบบไม่ใช่ฝากโชคชะตาไว้กับฟ้าไว้กับฝนแบบที่เป็นอยู่ทุกวันนี้
แหล่งที่มาของข้อมูล
[1] Hojaiji, H., Kalantarian, H., Bui, A. A., King, C. E., & Sarrafzadeh, M. (2017, March). Temperature and humidity calibration of a low-cost wireless dust sensor for real-time monitoring. In 2017 IEEE sensors applications symposium (SAS) (pp. 1-6). IEEE.
[2] Jayaratne, R., Liu, X., Thai, P., Dunbabin, M., & Morawska, L. (2018). The influence of humidity on the performance of a low-cost air particle mass sensor and the effect of atmospheric fog. Atmospheric Measurement Techniques, 11(8), 4883-4890.
[3]https://www.tmd.go.th/…/upl…/maps/2020-04-14_TopChart_01.jpg
[4] http://huahin.royalrain.go.th/
