理论与主要公式
$I_p = \dfrac{I_{Hi}-I_{Lo}}{C_{Hi}-C_{Lo}}\,(C_p - C_{Lo}) + I_{Lo}$
每种污染物的分指数采用分段线性插值。$C_p$ 为实测浓度（µg/m³ 或 mg/m³），$C_{Lo},C_{Hi}$ 是该浓度所在区间的两端断点，$I_{Lo},I_{Hi}$ 为对应的 AQI 值。
$\text{AQI}_{综合}=\max\bigl(I_{PM2.5},\,I_{PM10},\,I_{NO_2},\,I_{O_3},\,I_{CO}\bigr)$
整体 AQI 取所有分指数的最大值（"短板原理"），取得该最大值的污染物即为首要（关键）污染物，决定最终的健康等级。
什么是空气质量指数（AQI）
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“空气质量指数AQI”是什么？就是一个数字越大空气越差吗？
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简单来说，AQI就是一个把复杂的空气污染浓度，翻译成我们普通人能看懂的健康风险等级的工具。它就像天气预报里的温度，0-50是“优”（绿色），301以上就是“严重污染”（褐红色）。你试着拖动上面PM2.5的滑块，把它从10 µg/m³拉到50 µg/m³，看看AQI值和颜色等级是怎么跳变的。
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诶，真的吗？我拉了PM2.5，AQI确实变高了。但为什么有时候新闻里说PM2.5浓度很高，AQI却显示“中度污染”而不是“严重污染”呢？
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问得好！这是因为AQI不是只由PM2.5决定的，它取的是PM2.5、PM10、臭氧（O₃）等好几种污染物里“最差”的那个成绩。比如，你只把PM2.5拉到150 µg/m³，AQI可能已经“重度污染”了。但你再把臭氧（O₃）的滑块也调高试试，你会发现最终AQI值可能会变得更高，因为臭氧“后来居上”了。在实际评估中，我们就是看哪个污染物“拖了后腿”。
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原来是这样！那这个“最差的成绩”具体是怎么算出来的呢？感觉PM2.5从50变到51，AQI就突然从“良”跳到“轻度污染”了，这中间的计算公式是不是很复杂？
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原理其实不复杂，就是一种“分段线性插值”。你可以把它想象成一把有刻度的尺子，每个污染浓度区间对应一段AQI分数。公式的核心就是把你测到的污染物浓度，在它所属的浓度区间里，按比例换算成对应的AQI分数。改变参数后你会看到，在浓度临界点附近，AQI等级变化最明显，这正是公式设计的目的——提醒我们污染到了下一个健康影响级别。
物理模型与关键公式
AQI的计算基于分段线性插值法。对于每一种污染物，首先根据其实测浓度确定它属于哪个浓度限值区间，然后使用该区间对应的AQI指数限值进行线性换算。
$$I_p = \frac{I_{high}- I_{low}}{C_{high}- C_{low}}\times (C_p - C_{low}) + I_{low}$$
其中，$I_p$ 是该污染物的空气质量分指数；$C_p$ 是该污染物的实测浓度；$C_{low}$ 和 $C_{high}$ 是浓度分段表中与该浓度相邻的两个限值（$C_p$ 介于二者之间）；$I_{low}$ 和 $I_{high}$ 是与这两个浓度限值对应的AQI指数限值。
整体的空气质量指数（AQI）由所有参与评价的污染物的分指数中的最大值决定，这体现了“短板效应”。
$$AQI = \max(I_1, I_2, I_3, ..., I_n)$$
其中，$I_1, I_2, ..., I_n$ 分别代表PM2.5、PM10、二氧化氮（NO₂）、臭氧（O₃）、一氧化碳（CO）等污染物的个体分指数。这个最大值决定了最终的AQI数值、级别和健康影响描述。
现实世界中的应用
公共健康预警：环保部门每日发布基于AQI的空气质量预报。当AQI预测将达到“重度污染”时，会启动健康防护提示，建议中小学减少户外活动，提醒敏感人群（如哮喘患者）做好防护，为公众出行提供科学指导。
环境管理与决策：通过分析长期AQI数据及其首要污染物（如经常是PM2.5或臭氧），城市管理者可以识别主要污染源，从而有针对性地制定减排策略，例如在臭氧高发季加强对挥发性有机物（VOC）排放的管控。
个人生活规划：许多人养成出门前查看AQI的习惯。如果AQI显示“轻度污染”以上，跑步爱好者可能会选择室内锻炼；家庭主妇可能会调整开窗通风的时间；这帮助个人根据实时环境数据做出更健康的生活选择。
产品与技术服务：空气净化器会根据室内传感器检测的PM2.5等浓度，内部计算出类似AQI的指数，并自动调整运行档位。一些天气或地图APP也集成AQI信息，帮助用户规划更健康的出行路线，避开污染严重的区域。
常见误解与注意事项
“AQI 是各污染物浓度的平均值”——错。AQI 始终取分指数的最大值，而非平均值。两个城市可能都报告 AQI=150，但一个由冬季 PM2.5（采暖燃烧）主导，另一个由夏季 O₃（光化学反应）主导。健康防护建议虽相似，但所需的源头治理措施完全不同——这正是首要污染物需要单独显示的原因。
“室内 AQI 等于室外 AQI”——错。室外监测站看不到厨房油烟、二手烟、霉菌孢子或新家具释放的 VOC。通风不良的房间在烹饪时 PM2.5 可达室外数倍；反之，密闭并配备 HEPA 滤网的房间在野火烟雾天气下也能维持极低浓度。本计算器评估的是户外环境空气，室内仍需独立监测。
“AQI=100 对所有人都安全”——也是错的。AQI=100 对应短期监管标准，并不等于零风险。儿童、老人、孕妇及哮喘或心血管疾病患者，在 AQI 显著低于 100 时也可能出现症状。WHO 24 小时 PM2.5 指引值（15 µg/m³）远严于本计算器中 AQI=100 对应的 35 µg/m³ 断点——这正是工具同时显示"浓度/WHO 指引比"的原因。