Małgorzata Paciorek, Agnieszka Bemka EKOMETRIA Sp. z o.o. Gdańsk

Transkrypt

1 Małgorzata Paciorek, Agnieszka Bemka EKOMETRIA Sp. z o.o. Gdańsk

2 Cel zadania Dostarczenie krótkoterminowej prognozy jakości powietrza dla wybranych zanieczyszczeń (NO 2, SO 2, ozon, PM10, PM2,5, CO) na okres od jednego do trzech kolejnych dni (24-72h). Odpowiedź na konieczność realizacji Planów Działań Krótkoterminowych o których mowa w art. 24 Dyrektywy CAFE oraz art. 92. pkt. 1 ustawy POŚ, poprzez umożliwienie odpowiednim jednostkom podjęcia decyzji o ewentualnym wdrożeniu działań krótkoterminowych. Prosty przekaz informacji o zanieczyszczeniu powietrza i wpływie jego jakości na zdrowie, łatwy do przyswojenia przez każdego odbiorcę.

3 Schemat ogólny systemu prognoz krótkoterminowych opracowanych i wdrożonych przez firmę Ekometria Dane prognostyczne z globalnego modelu GFS (Global Forecast System) Model WRF prognoza meteorologiczna w 2 skalach Modele dyspersji CAMx / CALPUFF Informacja o terenie: - użytkowanie - rzeźba Baza danych o źródłach emisji: - przemysł (punktowe i powierzchniowe) - komunikacja - ogrzewanie indywidualnie - rolnictwo - źródła biogeniczne Warunki brzegowe i początkowe: dla skali regionalnej np. MOZART-4, dla skali lokalnej np. CAMx lub produkty COPERNICUS* *w zależności od modelu Model emisji (godzinowe zmienności) WIZUALIZACJA UZYSKANYCH WYNIKÓW: pola stężeń wybranych zanieczyszczeń, Indeks Jakości Powietrza, wybrane parametry meteorologiczne

4 Model meteorologiczny WRF ARW Obliczenia prowadzone są w projekcji stożkowej konforemnej Lamberta. Obliczenia wykonywane w 2 zagnieżdżonych siatkach: o wymiarach 177x125 węzłów i rozdzielczości 15 km, o wymiarach 241x235 węzłów i rozdzielczości 5 km, 30 warstw pionowych, do poziomu ciśnienia 50 hpa, Różne kroki czasowe dla siatek o różnej rozdzielczości. Włączona opcja adaptacji kroku czasowego przez model. Archiwizacja wyników następuje co godzinę. Stosowane schematy fizyczne są dopasowane do pór roku.

5 Dane emisyjne Autorski model emisji Szczegółowa inwentaryzacja emisji najistotniejszych typów, wykonana wg autorskiej metodyki. Informacja pozyskiwana we współpracy z jednostkami samorządu terytorialnego, prywatnymi pomiotami itp. Aktualizowana jest w miarę dostępności do nowych danych. Informacja emisyjna jest gromadzona w formie bazy danych, która jest stale rozwijana oraz walidowana i stanowi wejście do autorskiego modelu emisji. Informacja o terenie: - użytkowanie Inwentaryzacja źródeł emisji lub związanej z nimi aktywności: - przemysł ( źródła punktowe i powierzchniowe) - komunikacja - ogrzewanie indywidualnie - rolnictwo - źródła naturalne Model emisji - Wskaźniki emisji - Algorytmy zmienności czasowej i przestrzennej Dane meteorologiczne (np. temperatura i opad) Dane wejściowe do modelu w rozdzielczości czasowej 1h: - Katastry emisji o rozdzielczości siatek obliczeniowych - Wyniesiona emisja punktowa - duże źródła emisji z określonymi parametrami technicznymi i emisją

6 Model fotochemiczny CAMx Skala regionalna oraz obliczenia stężeń ozonu Obliczenia wykonywane w skali kraju, w siatce o wymiarach 168 x 177 komórek i rozdzielczości 5 km. 15 warstw pionowych (do około 10 km wysokości) - do wysokości około 5 km rozdzielczość warstw pokrywa się z warstwami modelu WRF. Model dostosowuje krok czasowy wykonywanych obliczeń. Archiwizacja wyników z krokiem czasowym 1h. Zastosowany mechanizm chemiczny - Carbon Bond 6 (CB6) rewizja 2 zawiera 216 reakcji chemicznych. W tej wersji mechanizmu chemicznego zrewidowana została chemia izoprenu oraz węglowodorów aromatycznych oraz ulepszono przemiany organicznych związków azotu. Włączona depozycja sucha i mokra. Warunki brzegowe do obliczeń modelem CAMx pochodzą z globalnego modelu i dostarczane są w postaci trójwymiarowej.

7 Model CALMET/CALPUFF Skala lokalna Obliczenia modelem obłoku II generacji CALPUFF wykonywane są w oparciu o grupy receptorów dyskretnych: w skali województwa na bazie siatki o oczku 2 km, w skali wybranych miast na bazie siatki o oczku 0,25 lub 0,5 km. Obliczenia z krokiem czasowym 1h. Włączone proste przemiany chemiczne (MESOPUFF II). Włączony schemat mokrej i suchej depozycji. Warunki brzegowe do obliczeń pochodzą z modelu CAMx l. Pracujemy nad bardziej efektywnym wykorzystaniem produktów programu COPERNICUS.

8 Sposoby prezentacji wyników Indeks Jakości Powietrza Wyniki modelowania obejmują informację o stężeniach zanieczyszczeń oraz informację meteorologiczną. Informacja o stężeniach prezentowana jest w postaci: Indeksu jakości powietrza, który jest uproszczoną formą informowania społeczeństwa o jakości powietrza. Indeks uwzględnia wiele zanieczyszczeń jednocześnie, można go dostosować do indywidualnej charakterystyki analizowanego obszaru np. uśrednić lub uwrażliwić na wybrany parametr. Map stężeń zanieczyszczeń. Informacja meteorologiczna prezentowana jest w postaci wykresów dla wybranych parametrów (istotnych z punktu widzenia rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń).

9

10

11

12 Formy prezentacji wyników prognoz Rozbudowana strona internetowa prezentująca wyniki obliczeń: W postaci indeksu jakości powietrza, W postaci map stężeń, Podstawowych parametrów meteorologicznych. Infokioski np. zlokalizowany przed Urzędem Marszałkowskim w Rzeszowie. Ekrany LCD w wybranych urzędach (Podkarpacka Prognoza Jakości Powietrza, projekt AIRPOMERANIA). Aplikacja na telefon.

13 Weryfikacja wyników prognoz Analizę porównawczą prognozy zanieczyszczeń powietrza oraz prognozy meteorologicznej z wynikami pomiarów wykonuje się co kwartał, pół roku lub raz na rok. Pozwala to na identyfikację błędów oraz zbadanie przyczyn ich wystąpienia. Dokonuje się również adjustacji modelu emisji. W analizie wykorzystuje się szereg standardowych wskaźników statystycznych (współczynnik korelacji, odchylenie standardowe, błąd BIAS itp.). Obecnie analiza odbywa się głównie z wykorzystaniem programu DeltaTool opracowanego w ramach prac for air quality modeling in Europe (FAIRMODE) i zawartych w nim wskaźników. Analizie porównawczej poddaje się szeregi czasowe stężeń. Sprawdzana jest również wykrywalność przez prognozę wystąpienia przekroczenia poziomu alarmowego, informowania i dopuszczalnego.

14

15 Podsumowanie Corocznie wzrasta zainteresowanie prognozami stężeń zanieczyszczeń w mediach oraz społeczeństwie, dlatego wyniki powinny być przekazywane w sposób łatwo przyswajalny. System prognoz jest dostosowywany do wymagań Zamawiającego w zakresie ilości zanieczyszczeń, sposobu oraz formy prezentacji danych. Analiza porównawcza wykazuje dobrą jakość uzyskiwanych wyników (zarówno dla danych meteorologicznych jak i imisyjnych), która corocznie poprawia się w związku z wprowadzanymi modyfikacjami systemu. W pewnych specyficznych sytuacjach meteorologicznych model CALPUFF ma tendencję do przeszacowywania stężeń. Systematyczne wprowadzenie drobnych korekt do modelu emisji wpływa na poprawę współczynnika korelacji. W celu poprawy sprawdzalności prognozy oraz wykluczenia stałych błędów związanych ze specyfiką stosowanego modelu prowadzone są prace nad asymilacją wyników pomiarów.

16 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Biuro Studiów i Pomiarów Proekologicznych EKOMETRIA Sp. z o.o Gdańsk, ul. Orfeusza 2 tel. (058) , fax (058)