การพัฒนาจัดตั้งระบบแบบจำลองสภาพอากาศ-คุณภาพอากาศ: กรณีศึกษาการทำนายมลภาวะหมอกควันภาคเหนือของประเทศไทย

บทคัดย่อ

พื้นที่ภาคเหนือตอนบนของประเทศไทยได้ประสบกับปัญหาหมอกควันมาเป็นระยะเวลาเกือบทศวรรษ ส่งผลให้ระดับความเข้มข้นของฝุ่นละอองขนาดเล็กกว่า 10 ไมครอน (PM10) มีค่าสูงเกินกว่าค่ามาตรฐานคุณภาพอากาศในบรรยากาศโดยทั่วไป ของประเทศไทย บ่อยครั้ง ปัญหาการเพิ่มข้นของระดับความเข้มข้นของ PM10 นี้ เกี่ยวข้องกับปัจจัยแหล่งกำเนิดมลพิษ เช่น การเผาในที่โล่ง และการแพร่กระจายในชั้นบรรยากาศที่เกี่ยวข้องกับปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยา ซึ่งอาจสัมพันธ์กับแหล่งกำเนิดทั้งในพื้นที่ทั้งภายในและภายนอกภาคเหนือตอนบน ซึ่งการศึกษาครั้งนี้ได้ใช้แบบจำลอง Weather Research and Forecasting (WRF) model coupled with Chemistry (WRF-Chem) ทำการจำลองระดับความเข้มข้น PM10 ในเดือนมีนาคม พ.ศ.2559 ซึ่งเป็นช่วงฤดูหมอกควัน และประเมินประสิทธิภาพการจำลองค่าความเข้มข้นเฉลี่ย 24 ชั่วโมง ของ PM10 โดยทำการเปรียบเทียบกับข้อมูลการตรวจวัดคุณภาพอากาศจากรถตรวจวัดคุณภาพอากาศ ศูนย์วิจัยและฝึกอบรมด้านสิ่งแวดล้อม และสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศ กรมควบคุมมลพิษ ในพื้นที่ใน 8 จังหวัดภาคเหนือตอนบน (เชียงใหม่ เชียงราย ลำปาง แม่ฮ่องสอน น่าน ลำพูน แพร่ พะเยา) พบว่าค่าเฉลี่ยที่ได้จากการตรวจวัดจากทุกสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศมีค่าเท่ากับ 112.17 ?g/m3 และค่าที่ได้จากแบบจำลอง WRF-Chem เฉลี่ยตามพิกัดของทุกสถานีตรวจวัดมีค่าเท่ากับ 82.17 ?g/m3 โดยมีค่า Bias หรือค่าความโน้มเอียง 30 ?g/m3 หรือประมาณ 26% ซึ่งหมายความว่าแบบจำลองมีแนวโน้มจำลองได้ค่าต่ำกว่าค่าที่ได้จากการตรวจวัดและมีค่าทางสถิติ มีค่า |FB| = 0.3 ค่า NMSE = 0.46 และ FAC2=0.523 ซึ่งอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ และถัดมาจึงได้ทำการจำลองแยกเป็น 2 กรณี คือ 1. ใช้ข้อมูลเดิมที่มีการเผาในที่โล่งจากภายในและภายนอกพื้นที่ภาคเหนือตอนบน และ 2. ใช้เฉพาะข้อมูลการเผาในที่โล่งเฉพาะในเขตพื้นที่ภาคเหนือตอนบน จากนั้นนำมาหาสัดส่วนความแตกต่างระหว่าง 2 กรณี พบว่าในช่วงเดือนมีนาคม พ.ศ.2559 นั้น ได้รับอิทธิพลจากแหล่งกำเนิดการเผาในที่โล่งนอกพื้นที่ภาคเหนือตอนบน 40%-50% นอกจากนี้ได้ทำการพยากรณ์ความเข้มข้นของ PM10 ในวันที่ 23 มีนาคม พ.ศ.2560 ล่วงหน้าไป 7 วัน โดยใช้ข้อมูลพยากรณ์ทางอุตุนิยมวิทยาล่วงหน้าจาก ใช้ข้อมูลพยากรณ์ล่วงหน้าจาก The Global Forecast System (GFS) และให้การระบายมลพิษจากการเผาในที่โล่งคงที่เท่ากับวันแรกตลอดช่วงการพยากรณ์ พบว่าการพยากรณ์ล่วงหน้า 7 วันนี้มีแนวโน้มที่ให้ค่าสูงกว่าค่าที่ได้จากการตรวจวัดและค่าดัชนีทางสถิติไม่ผ่านเกณฑ์ที่ยอมรับได้ โดยเมื่อลดระยะเวลาการพยากรณ์ลงน้อยกว่า 7 วัน พบว่าภายในระยะเวลา 6 วัน ค่า |FB|, NMSE, และ FAC2 อยู่ในเกณฑ์ที่กำหนด โดยมีค่าดีที่สุดอยู่ที่ระยะเวลา 5 วัน แต่อย่างไรก็ตามในการทดลองพยากรณ์ครั้งนี้ยังมีจำนวนการทดลองไม่เพียงพอครอบคลุมทั้งช่วงฤดูหมอกควัน จึงควรที่จะดำเนินการพยากรณ์เป็นประจำเพื่อที่จะได้ข้อมูลที่มากขึ้นและนำมาวิเคราะห์เพื่อพัฒนาต่อไป รวมถึงควรพัฒนาฐานข้อมูลการระบายมลพิษของประเทศไทยให้เป็นปัจจุบันและพัฒนาชุดข้อมูลคาดการณ์ปริมาณการระบายมลพิษล่วงหน้าจากการเผาในที่โล่งด้วยเช่นกัน

คำสำคัญ