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

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

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.

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

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.

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

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.

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.

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).

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.

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.

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.

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Biuro Studiów i Pomiarów Proekologicznych EKOMETRIA Sp. z o.o. 80-299 Gdańsk, ul. Orfeusza 2 tel. (058) 301-42-53, fax (058) 301-42-52