Әдістеме және валидация

Бес ластаушының (PM₂.₅, PM₁₀, NO₂, O₃, SO₂) ішіндегі ең нашарының сыныбы бойынша жиынтық баға. Индекс 0-ден жоғары, шамасы неғұрлым үлкен болса, ауа соғұрлым нашар.

1. 1.CAMS моделі әр ластаушының концентрациясын есептейді (µg/m³)
2. 2.Әр концентрация EEA кестесі бойынша қосалқы индекске түрлендіріледі
3. 3.Ең жоғары қосалқы индекс жалпы AQI болып алынады — «ең әлсіз буын» қағидасы

Аспап / модель

Copernicus CAMS жаһандық атмосфералық химия моделі

Ажыратымдылық

≈40 км тор · сағат сайын · кідіріс ≈1–3 сағат

Дереккөз құжаты

Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) Open-Meteo Air Quality API — техникалық құжаттама

Валидация

Жер бетіндегі Qazhydromet станциясымен салыстыру дашбордта жүргізіледі, бірақ жүйелі валидация есебі жасалмаған

• ⚠ Модель шығысы — жер бетіндегі станция өлшемі емес
• ⚠ 40 км тор қала ішіндегі айырманы көрсетпейді
• ⚠ Ең нашар ластаушы бойынша алынғандықтан, қалғандарының үлесі жасырын қалады

Диаметрі 2.5 мкм-ден кіші бөлшектер. Өкпенің терең бөлігіне жетіп, қанға өте алатындықтан денсаулыққа ең қауіптісі саналады.

1. 1.CAMS шығарынды кадастрын, метеорологияны және химиялық реакцияларды біріктіріп есептейді
2. 2.Шөл шаңының тасымалы жеке компонент ретінде қосылады
3. 3.Нәтиже жер бетіне жақын (≈10 м) қабат үшін беріледі

Аспап / модель

Copernicus CAMS

Ажыратымдылық

≈40 км тор · сағат сайын · кідіріс ≈1–3 сағат

Дереккөз құжаты

Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) Open-Meteo Air Quality API — техникалық құжаттама

Валидация

Жергілікті станциямен жүйелі салыстыру жүргізілмеген

• ⚠ Модель мәні — станция өлшемі емес
• ⚠ Шаң дауылы кезінде модель нақты шыңды жеткізбеуі мүмкін (Каспий маңы, Батыс ҚР)

Диаметрі 10 мкм-ден кіші бөлшектер. Жоғарғы тыныс жолдарына әсер етеді.

1. 1.CAMS антропогендік шығарынды мен табиғи шаңды қоса есептейді
2. 2.Шөл аймақтарында (Атырау, Ақтау) шөл шаңының үлесі маңызды — ол бөлек компонент

Аспап / модель

Copernicus CAMS

Ажыратымдылық

≈40 км тор · сағат сайын · кідіріс ≈1–3 сағат

Дереккөз құжаты

Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) Open-Meteo Air Quality API — техникалық құжаттама

Валидация

Жергілікті станциямен жүйелі салыстыру жүргізілмеген

• ⚠ Модель мәні
• ⚠ Жергілікті шаң көздері (жол, құрылыс) толық ескерілмейді

Жану процестерінің көрсеткіші — көлік, ЖЭО, мұнай өңдеу. Ірі қалаларда көліктің, өнеркәсіп аймақтарында шығарындының негізгі маркері.

1. 1.CAMS жанудан шығатын NOx шығарындысын есептейді
2. 2.Атмосферадағы фотохимиялық түрленуі ескеріледі

Аспап / модель

Copernicus CAMS · тәуелсіз тексеру: Sentinel-5P/TROPOMI растры

Ажыратымдылық

≈40 км тор (S5P: ≈5.5×3.5 км) · сағат сайын · кідіріс ≈1–3 сағат

Дереккөз құжаты

Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) Open-Meteo Air Quality API — техникалық құжаттама Copernicus Data Space Ecosystem — деректер құжаттамасы

Валидация

Sentinel-5P растрымен көзбен салыстыруға болады; сандық валидация жоқ

• ⚠ Модель мәні
• ⚠ Нүктелік көзден шыққан шлейф 40 км торда «жағылып» кетеді

Күкіртті отынның жануы мен мұнай өңдеудің көрсеткіші. Мұнай-газ инфрақұрылымы мен көмір ЖЭО-ларына тікелей қатысты.

1. 1.CAMS күкірт шығарындысын және оның сульфатқа айналуын есептейді

Аспап / модель

Copernicus CAMS · тәуелсіз тексеру: Sentinel-5P/TROPOMI

Ажыратымдылық

≈40 км тор · сағат сайын · кідіріс ≈1–3 сағат

Дереккөз құжаты

Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) Open-Meteo Air Quality API — техникалық құжаттама

Валидация

Валидация жүргізілмеген

• ⚠ Модель мәні
• ⚠ Факелден шыққан жергілікті шыңдар торда көрінбейді

Тікелей шығарылмайды — NOx пен ұшпа органикалық қосылыстардан күн сәулесі әсерінен түзіледі. Жазда шыңға жетеді.

1. 1.CAMS NOx, VOC және күн радиациясын кіріс ретінде алады
2. 2.Фотохимиялық реакциялар тізбегі есептеледі

Аспап / модель

Copernicus CAMS

Ажыратымдылық

≈40 км тор · сағат сайын · кідіріс ≈1–3 сағат

Дереккөз құжаты

Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) Open-Meteo Air Quality API — техникалық құжаттама

Валидация

Валидация жүргізілмеген

• ⚠ Модель мәні
• ⚠ Озон түзілуі жергілікті жағдайға өте сезімтал

Отынның ТОЛЫҚ ЖАНБАУЫНЫҢ маркері. Түссіз әрі иіссіз, сондықтан адам оны сезбейді. Гемоглобинмен байланысып, қанның оттегі тасымалдау қабілетін төмендетеді.

1. 1.CAMS жанудан шығатын CO шығарындысын есептейді (көлік, қазандық, факел, дала өрті)
2. 2.Атмосферадағы тотығуы (CO → CO₂) ескеріледі
3. 3.Нәтиже жер бетіне жақын қабат үшін беріледі

Аспап / модель

Copernicus CAMS

Ажыратымдылық

≈40 км тор · сағат сайын · кідіріс ≈1–3 сағат

Дереккөз құжаты

Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) Open-Meteo Air Quality API — техникалық құжаттама

Валидация

Жергілікті станциямен салыстыру жүргізілмеген

• ⚠ Модель мәні — станция өлшемі емес
• ⚠ 40 км тор жол бойындағы жергілікті шыңды көрсетпейді, ал CO дәл сонда жоғары болады
• ⚠ ⚠️ Бірлік — µg/m³. Норма құжаттарында CO жиі мг/м³-пен беріледі: 1 мг/м³ = 1000 µg/m³

Бақылау аймақтарында тұрақты су деңгейінен АСЫП жатқан су беті. Радар суретіндегі су пиксельдерінің нақты саны бойынша есептеледі.

1. 1.Sentinel-1 VV кері шашырауы гамма⁰-ға келтіріледі (орторектификация + рельеф түзетуі)
2. 2.Әр пиксель децибелге түрлендіріледі: dB = 10·log₁₀(VV)
3. 3.dB < −16 болса пиксель «су» деп белгіленеді (тегіс су айнадай шағылысып қайтпайды)
4. 4.Statistical API аймақ бойынша су пиксельдерінің үлесін (μ) және жарамды пиксель санын қайтарады
5. 5.Тірек кезең (өткен күздің төмен су маусымы) бойынша медиана есептеледі
6. 6.Айырма алынады — тұрақты су мен құрғақ сор екеуінде де бар, өзара жойылады
7. 7.Пиксель ауданы ендік бойынша түзетіледі: EPSG:3857 бірлігі φ ендікте cos φ метрді ғана құрайды

Аспап / модель

Sentinel-1 C-SAR (IW режимі, VV поляризация, GAMMA0_TERRAIN)

Ажыратымдылық

120 м есептеу қадамы · спутник өтуі ≈6 күн; кэш 6 сағат · кідіріс ≈1 тәулік

Дереккөз құжаты

Copernicus Data Space Ecosystem — деректер құжаттамасы Sentinel Hub Statistical API — құжаттама

Валидация

Жердегі тасқын есептерімен салыстырылмаған

• ⚠ Құрғақ сор, тақыр, асфальт та радарда күңгірт — тірек кезеңмен салыстыру олардың басым бөлігін жояды
• ⚠ Жаңбырдан кейінгі ылғал сор «су» болып саналуы мүмкін
• ⚠ Қатты желде су беті бұдырланып, аудан кем бағаланады
• ⚠ Бақылау аймақтары — тікбұрышты терезелер, әкімшілік шекара емес

Бақылау аймақтарындағы барлық су беті — тұрақты су мен тасқынды қоса.

1. 1.Жоғарыдағы су маскасы қолданылады
2. 2.Тірек кезең алынып тасталмайды — жалпы шама

Аспап / модель

Sentinel-1 C-SAR

Ажыратымдылық

120 м · ≈6 күн · кідіріс ≈1 тәулік

Дереккөз құжаты

Copernicus Data Space Ecosystem — деректер құжаттамасы Sentinel Hub Statistical API — құжаттама

Валидация

Жердегі өлшеммен салыстырылмаған

• ⚠ Су басқан аумақпен бірдей шектеулер

Өзеннің жылдық орташа ағынының 2020 жылмен салыстырғандағы өзгерісі. Оң мән — ағын артқан, теріс — азайған.

1. 1.GloFAS моделі өзен арнасының тәуліктік ағынын (м³/с) есептейді
2. 2.Әр жыл үшін орташа алынады
3. 3.Соңғы жыл 2020 жылмен салыстырылады

Аспап / модель

Copernicus GloFAS (Global Flood Awareness System)

Ажыратымдылық

≈5 км өзен торы · тәулік сайын · кідіріс ≈1 тәулік

Дереккөз құжаты

Copernicus Emergency Management Service — GloFAS Open-Meteo Flood API (GloFAS) — құжаттама

Валидация

Жергілікті гидропост деректерімен салыстырылмаған

• ⚠ GloFAS — жаһандық модель, жергілікті гидропост өлшемі емес
• ⚠ Су бөгеттері мен реттеу толық ескерілмейді
• ⚠ Ағын өзгерісі тек климатқа емес, су алуға да байланысты

Ауа райына негізделген жиынтық өрт қаупі. Өрттің бар-жоғын емес, жағдайдың қаншалық қауіпті екенін көрсетеді.

1. 1.FFMC — ұсақ отынның ылғалы (температура, ылғал, жел, жауын бойынша)
2. 2.DMC — орта қабаттың ылғалы
3. 3.DC — терең қабаттың құрғақтығы (жинақталу баяу)
4. 4.ISI = f(жел, FFMC) — таралу жылдамдығы
5. 5.BUI = f(DMC, DC) — жанғыш материал қоры
6. 6.FWI = f(ISI, BUI) — жиынтық қауіп
7. 7.Индекстер жинақталатындықтан, есептеу алдын ала бірнеше апталық «жүгіріспен» жүреді

Аспап / модель

ECMWF метеорологиясы бойынша есептелген (Open-Meteo арқылы)

Ажыратымдылық

нүктелік (таңдалған аймақтың орталығы) · тәулік сайын · кідіріс ≈6 сағат

Дереккөз құжаты

Open-Meteo Weather Forecast API — құжаттама

Валидация

Әдістеме халықаралық деңгейде валидацияланған (Канада, ЕО EFFIS); Қазақстан жағдайына бейімделмеген

• ⚠ Ауа райына негізделген ҚАУІП көрсеткіші — өрттің бар-жоғы емес
• ⚠ Канада ормандары үшін жасалған; дала мен шөл өсімдігіне толық сәйкес келмейді
• ⚠ Жанғыш материалдың нақты мөлшері ескерілмейді

Спутник инфрақызыл арнада тіркеген жылу нүктелері. Мұнай өңдеу аймақтарында бұл — газ факелдері, дала аймақтарында — өрттер. VIIRS екеуін АЖЫРАТПАЙДЫ.

1. 1.VIIRS 4 мкм және 11 мкм арналарындағы жарықтық температурасын өлшейді
2. 2.Айналасындағы фонмен салыстырылады (контекстік алгоритм)
3. 3.Айырма табалдырықтан асса — жылу аномалиясы деп белгіленеді
4. 4.FRP (жылу сәулелену қуаты) есептеледі
5. 5.Таңдалған аймақтың шекарасына (bbox) сүзгіленеді

Аспап / модель

VIIRS (Suomi-NPP) — 375 м ажыратымдылық, NRT ағыны

Ажыратымдылық

375 м · тәулігіне бірнеше өту · кідіріс ≈3 сағат (NRT)

Дереккөз құжаты

NASA FIRMS — Fire Information for Resource Management System

Валидация

NASA алгоритмі валидацияланған; біз оны өзгертпейміз, тек аймаққа сүзгілейміз

• ⚠ Газ факелін дала өртінен АЖЫРАТПАЙДЫ — екеуі де жылу аномалиясы
• ⚠ FRP — жылу қуаты, ластану мөлшері емес
• ⚠ Бұлт детекцияға кедергі келтіреді
• ⚠ Тек спутник өткен сәттегі жағдай

Соңғы 3 айдағы жауынның көп жылдық нормадан ауытқуы, стандартты ауытқу бірлігінде. −1-ден төмен = құрғақшылық, +1-ден жоғары = ылғалды.

1. 1.ERA5 архивінен көп жылдық тәуліктік жауын алынады
2. 2.Әр жыл үшін дәл сол 3 айлық терезедегі жиынтық жауын есептеледі
3. 3.Осы жиынтықтардан орташа (μ) мен стандартты ауытқу (σ) табылады
4. 4.Ағымдағы 3 айлық жауын осы үлестіріммен салыстырылады

Аспап / модель

ECMWF ERA5 реанализі (Open-Meteo архиві арқылы)

Ажыратымдылық

≈25 км тор · тәулік сайын жаңарады · кідіріс ≈5 тәулік (ERA5 кідірісі)

Дереккөз құжаты

Open-Meteo Historical Weather API (ERA5) — құжаттама ECMWF ERA5 реанализі

Валидация

Дүниежүзілік метеорологиялық ұйым ұсынған стандартты әдіс

• ⚠ Тек жауынға негізделген — температура мен буланудың әсері ескерілмейді
• ⚠ Бақылау кезеңі неғұрлым ұзақ болса, индекс соғұрлым сенімді
• ⚠ Шөл аймақта жауын аз болғандықтан үлестірім қисық болады

Масаның көбеюіне климаттық жағдайдың қаншалық қолайлы екенін көрсететін индекс. Маса САНЫ емес — қолайлылық дәрежесі.

1. 1.Φ_T — температура гейті: Mordecai т.б. 2019 (PLoS NTD) Батыс Нил вирусы жүйесі үшін жариялаған термиялық шектер T₀ = 16.8 °C, Tm = 34.9 °C. Квадрат түрде шыңы 25.9 °C — мақаладағы ~25 °C оптимумына сәйкес. ⚠️ Мақаладағы Brière фиті емес, симметриялы жуықтау
2. 2.flood = БЕЙІМДІЛІК × ИМПУЛЬС. Бейімділік — Жайық жайылмасына/атырауға жақындық (география, тұрақты)
3. 3.ИМПУЛЬС — өлшенген тасқын: 🛰 Sentinel-1 SAR (тірек кезеңмен салыстырғандағы артық су ауданы) + 📊 GloFAS өзен ағыны. Модельдің ажыратқышы: су басу жұмыртқа банкін жарады
4. 4.Спутник өтуі болмаған терезеде импульс НӨЛ деп алынбайды — GloFAS-қа шегінеді (өлшемнің жоқтығы судың жоқтығы емес)
5. 5.ГИДРОПЕРИОД: су тірек деңгейінен жоғары болып қанша күн тұрғанын Sentinel-1 өтулері бойынша санаймыз. Дернәсіл ересекке жету үшін су ≥ τ(T) күн тұруы керек; τ(T) = 150 градус-күн / (T − 10 °C) — 25 °C-та ~10 күн
6. 6.Aedes тармағы ДИНАМИКАЛЫҚ: dE/dt, dL/dt, dA/dt теңдеулері тәуліктік қадаммен интегралданады (GloFAS күндік тасқыны драйвер). Су басу → жұмыртқа жарылады → дернәсіл τ(T) күн дамиды → ересек шығады. Сондықтан индекс шыңы тасқынмен бір күні емес, одан КЕЙІН болады
7. 7.Күй дерекқорда сақталмайды: әр сұраныста 30 күндік «жүгіріспен» нөлден қайта интегралданады (FWI-мен бірдей тәсіл) — нәтиже детерминистік
8. 8.Нормалау: идеал жағдайдағы (су толық, T = 25.9 °C) модельдің өз тұрақты шыңына қатысты үлес
9. 9.Culex тармағы: ҚАМЫС МЕКЕНІ (🛰 Sentinel-2 NDVI > 0.4 — тығыз өсімдік үлесі) басты предиктор, оған тұрақты су мен қала дренажы қосылады, ылғалдылыққа көбейтіледі. Қамыс өлшенбесе — бұрынғы су+қала проксиі
10. 10.Айлық динамикалық салмақ: көктемде Aedes (тасқын), жаз ортасында Culex (WNV)

Аспап / модель

Жеке модель. Кірістер: Open-Meteo (ECMWF) метеорологиясы + Copernicus Sentinel-1 SAR (су, гидропериод) + Sentinel-2 NDVI (қамыс мекені) + GloFAS (өзен ағыны)

Ажыратымдылық

90 нүкте (облыстық 5×5 тор + Атырау қаласының 65 нүктелік тізілімі) · сағат сайын; терезе — өткен 24 сағат + алдағы 24 сағат (тасқын импульсі SAR қайталау кезеңі ~6 күн) · кідіріс ≈1 сағат (метео), ≈1–6 тәулік (SAR)

Дереккөз құжаты

Open-Meteo Weather Forecast API — құжаттама Open-Meteo Flood API (GloFAS) — құжаттама

Валидация

Тұзақ (trap) деректері ешбір аймақта жинақталмағандықтан валидациялау мүмкін емес

• ⚠ Климаттық ҚОЛАЙЛЫЛЫҚ индексі — маса санының өлшемі ЕМЕС
• ⚠ Салыстыру үшін жарайды (қай жер қауіптірек), абсолют сан ретінде емес
• ⚠ Түрлердің үлесі әдебиетке негізделген, жергілікті есепке емес
• ⚠ Тасқын импульсі қолжетімсіз болса, модель тек бейімділікпен есептейді — ол жауапта ашық белгіленеді
• ⚠ Гидропериод — S1 қайталауы ~6 күн болғандықтан «КЕМІНДЕ N күн» деген төменгі шек, дәл сан емес
• ⚠ Радар ұсақ көлшіктер мен арықтарды көрмейді (10–30 м), сондықтан топырақ ылғалы төменгі шек ретінде қалады
• ⚠ τ(T) градус-күн параметрі әдебиеттегі кулициндік шамалардан — Aedes caspius үшін жергілікті калибрленбеген
• ⚠ Қамыс мекені — NDVI проксиі, қамыстың картасы емес: суармалы егіс пен ағаш екпелері де тығыз өсімдік береді
• ⚠ ODE параметрлері (μ_дернәсіл 0.10, μ_ересек 0.12, жарылу коэф. 0.6, 150 градус-күн) — әдебиеттегі кулициндік шамалар, Aedes caspius үшін калибрленбеген
• ⚠ GloFAS күндік қатары қолжетімсіз болса динамика жүрмейді — модель лездік жуықтауға шегінеді, ол жауапта белгіленеді
• ⚠ Температура қисығы БАСЫМ түрдің (Culex modestus, аулауда 56%) жүйесіне калибрленген. Aedes caspius суыққа төзімдірек — 16.8 °C-тан төмен де белсенді бола алады, бірақ ол үшін жарияланған термиялық фит табылмады

Климаттық модельдер бойынша болашақ кезеңдегі орташа температураның тірек кезеңмен салыстырғандағы айырмасы.

1. 1.CMIP6 климаттық модель шығысы алынады
2. 2.Тірек кезең мен болашақ кезеңнің орташасы есептеледі
3. 3.Айырма алынады

Аспап / модель

CMIP6 климаттық модельдері (Open-Meteo Climate API арқылы)

Ажыратымдылық

модель торы (ондаған км) · жылдық/онжылдық · кідіріс —

Дереккөз құжаты

Open-Meteo Climate API — құжаттама

Валидация

Модельдер IPCC аясында бағаланған; жергілікті бейімдеу жасалмаған

• ⚠ Климаттық модель — БОЛЖАМ, өлшем емес
• ⚠ Сценарийге тәуелді: шығарынды жолы өзгерсе нәтиже де өзгереді
• ⚠ Жергілікті масштабқа дейін нақтыланбаған