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Predicting sulfur dioxide deposition in microclimates using machine learning and reanalysis data

delete2025-02-27
delete0
PRE
AI
V
Vinícius Michelon Geremias
G
Gustavo Daudt Fischer
F
Fabiano Miranda
J
José Francisco Silva Filho
R
Rafael Stubs Parpinelli *
DOI:10.1007/s40808-025-02327-wdelete
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摘要

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二氧化硫(SO2)是一种主要通过化石燃料燃烧和工业活动排放的污染物,对环境退化构成显著贡献,并带来公共健康风险。监测SO2沉降面临挑战,原因在于空间变异性、技术复杂性和经济限制。本研究开发了一种机器学习模型,利用再分析数据集和土地覆盖数据来预测微气候中的SO2沉降。该模型利用MERRA-2再分析数据集中的SO2数据和来自Copernicus土地覆盖数据集的城市化信息来考虑局部变化。评估了多种机器学习算法,包括随机森林(Random Forest)、极端树(ExtraTrees)、支持向量回归(Support Vector Regression)和普通最小二乘法(Ordinary Least Squares),其中随机森林表现最佳。RF模型获得了R-2得分为0.81±0.09和均方根误差(RMSE)为9.39±3.38,表明其能够解释数据中大部分的方差,同时保持较低的预测误差。该项目通过开发一种适用于监测基础设施有限区域的SO2水平预测方法,为该领域做出了贡献,提供了一种适用于各类城市和工业区域的灵活模型。此外,由该模型生成的SO2沉降地图为环境机构提供了宝贵见解,有助于制定更有效的污染控制策略和缓解措施。
Keyword:
Sulfur dioxide (SO2
Machine learning
Land cover
Reanalysis data
Pollution

期刊

E
Earth Systems and Environment
IF:
4.7
论文数:
1.3K
被引数:
2.1K

机构

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