INSTYTUT METEOROLOGII I GOSPODARKI WODNEJ PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY TYTUŁ : WARUNKI METEOROLOGICZNE A ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA AUTOR: Leszek Ośródka DATA: Katowice, 22.03.2012 r.
Jakość powietrza Estonia Irlandia Luksemburg Finlandia Litwa Wielka Brytania Niemcy Szwecja Austria Holandia Belgia Francja Słowacja Dania Węgry Portugalia Republika Czeska Włochy Słowenia Polska Malta Włochy Łotwa Rumunia Grecja Cypr Bułgaria 0 10 20 30 40 50 60 70 StęŜenie PM10 [µg/m 3 ] Gdańsk Elbląg Koszalin Zielona Góra Walbrzych Olsztyn Suwałki Szczecin Toruń Bialystok Bydgoszcz Lublin Gdynia Włoclawek Kalisz Lódź Poznań Płock Kielce Rzeszów Radom Opole Gorzów Wielkopolski Warszawa Legnica Częstochowa Jelenia Góra Wrocław Bytom Bielsko-Biala Dabrowa Górnicza Gliwice Katowice Zabrze Nowy Sacz Rybnik Kraków 0 10 20 30 40 50 60 70 StęŜenie PM10 [µg/m 3 ] Średnie roczne stęŝenie pyłu zawieszonego PM10 w roku 2008 w krajach UE (WHO 2011) Średnie roczne stęŝenie pyłu zawieszonego PM10 w roku 2008 na stacjach monitoringu jakości powietrza w Polsce zaznaczono przekroczenie rocznej wartości, kolorem: pomarańczowym dopuszczalnej 40 mg/m 3 (UE) a zielonym zalecanej przez WHO 20 mg/m 3 (WHO 2011)
Jakość powietrza wskaźnik AQI w Polsce
Jakość powietrza Średnie roczne stęŝenia PM10 na stacjach PMŚ w woj. śląskim i małopolskim w latach 2006-2010. źródło: WIOŚ Kraków, Katowice
Jakość powietrza Maksymalne dobowe stęŝenia PM10 na stacjach PMŚ w woj. śląskim i małopolskim w latach 2006-2010. źródło: WIOŚ Kraków, Katowice
Jakość powietrza Liczba przypadków przekroczenia stęŝenia średniodobowego PM10>150 µg/m 3 na poszczególnych stacjach Śląska i Małopolski w latach 2006-2010. Źródło: WIOŚ Kraków, Katowice
Jakość powietrza a meteorologia Dobowy przebieg PM10 na tle wysokości warstwy mieszania
Warstwa graniczna atmosfery Z[m] 2000 Atmosfera swobodna Strefa przejściowa Inwersja nakrywająca Strefa przejściowa 1000 Konwekcyjna warstwa mieszania Warstwa turbulencji resztkowej Warstwa mieszania 0 W. przyziemna W. przyziemna 12 0 12 zima wiosna lato jesień 500 450 400 350 300 250 200 150 100 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 UTC
Schemat procesu rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym Źródło: Markiewicz M.T., Podstawy modelowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym. OWPW, 2004
Warunki meteorologiczne 1. WIATR wentylacja pozioma; przy prędkości > 4 m/s dominujący czynnik dyspersji 2. OPADY (deszcz, śnieg) wymywanie o efektywności zaleŝnej od rodzaju, intensywności i czasu trwania opadu 3. MIESZANIE PIONOWE intensywność uwarunkowana stanem równowagi atmosfery Stan równowagi atmosfery zaleŝny od zmiany temperatury powietrza z wysokością i profilu wiatru Równowaga chwiejna spadek temperatury powietrza większy niŝ 1 C na 100 metrów wysokości generowanie ruchów konwekcyjnych intensyfikacja mieszania pionowego, sięgającego róŝnych poziomów wysokości (wysokość warstwy mieszania) Równowaga stała inwersja temperatury w przyziemnej warstwie granicznej atmosfery hamowanie mieszania pionowego w warstwie inwersyjnej (dolnej, wzniesionej) Równowaga obojętna stan pośredni między równowagą chwiejną a stałą (m.in. po zachodzie Słońca, po ustaniu ruchów konwekcyjnych, a przed utworzeniem dolnej warstwy inwersyjnej) sytuacje z opadami (deszczem, śniegiem) i z silnym wiatrem (>4 m/s)
Kształt smugi dymu z komina w zaleŝności od stanu równowagi atmosfery Równowaga chwiejna wylot dymu z komina podczas ruchów konwekcyjnych Równowaga obojętna wylot dymu z komina w warunkach pośrednich między równowagą chwiejną a stałą Równowaga stała I wylot dymu z komina w zasięgu warstwy inwersyjnej dolnej Równowaga stała II wylot dymu z komina ponad warstwy inwersyjnej dolnej Równowaga stała III wylot dymu z komina pod warstwą inwersyjną wzniesioną Pionowy rozkład temperatury powietrz T (linia ciągła) na tle suchej adiabaty (linia przerywana) według: Sterna, 1973)
Kształt smugi dymu z komina (widok z boku i z góry) w zaleŝności od stanu równowagi atmosfery Równowaga chwiejna Równowaga obojętna Równowaga stała I Równowaga stała II Równowaga stała III
Jakość powietrza
Widzialność średnioroczna oraz stęŝenie i opad pyłu w aglomeracji górnośląskiej w latach 1966-2010
Poziom stęŝenia PM a elementy meteorologiczne Liczba epizodów (PM10>150 µg/m 3 ) w zaleŝności od temperatury powietrza w latach 2006-2010. Liczba epizodów (PM10>150 µg/m 3 ) w zaleŝności od prędkości wiatru w latach 2006-2010.
Poziom stęŝenia PM a elementy meteorologiczne ZaleŜności między średniodobową temperaturą powietrza a stęŝeniem PM10. ZaleŜności między średniodobową prędkością wiatru a stęŝeniem PM10.
Epizod wysokich stęŝeń zanieczyszczeń powietrza Stacja 22.1 23.1 24.1 25.1 26.1 27.1 28.1 Średnia 23-27.1 Min/50 Max/50 Gorlice 39 265-283 498 266 67 328 5,3 10,0 Jelenia Góra- Cieplice Średnie 24-godzinne stęŝenia PM10 [µg/m 3 ] na wybranych stacjach w Polce podczas epizodu w styczniu 2010 r. (źródło GIOŚ/PMŚ). 127 263 382 242 351 481 22 344 4,8 9,6 śywiec 72 247 360 377 408 253 14 329 4,9 8,2 Nowy Sącz 53 247 388 383 378-102 349 4,9 7,8 Szczawno- Zdrój 91 239 388 161 302 165 46 251 3,2 7,8 Kraków 54 87 101 182 225 381 109 195 1,7 7,6 Wodzisław Śląski 59 118 135 213 329 360 50 231 2,4 7,2 Wadowice 54 135 181 275 329 350 26 254 2,7 7,0 Tarnów 54 107 123 244 348 331 56 231 2,1 7,0 Bielsko-Biała 59 188 240 270 337 269 49 261 3,8 6,7 Głubczyce 88 134 197 272 191 167 68 192 2,7 5,4 Kędzierzn- Koźle 66 145 267 266 251 253 39 236 2,9 5,3 Warszawa 57 101 146 199 250 143 46 168 2,0 5,0 Zabrze 54 94 135 196 220 246 26 178 1,9 4,9 Wrocław 76 105 105 128 225 239 26 160 2,1 4,8 Opole 59 112 144 157 190 236 42 168 2,2 4,7 Poznań 68 99 97 110 182 199 34 137 1,9 4,0 Toruń 64 - - 136 180 108 32 141 2,2 3,6 Zakopane 81 159 114 128 133 174 81 142 2,3 3,5 Gdańsk 51 66 82 125 103 42 30 84 0,8 2,5
Epizod wysokich stęŝeń zanieczyszczeń powietrza 2000 1500 Wysokość [m] 1000 24 I 2010 25 I 2010 26 I 2010 27 I 2010 500 0 250 255 260 265 270 275 280 285 THTE [K] Pionowy profil temperatury pseudo-potencjalnej we Wrocławiu, 0 UTC. Mapa synoptyczna 24 i 26 stycznia 2010 r., godz. 00 UTC (źródło:imgw-pib). Trajektorie wsteczne mas powietrza wyznaczone przy wykorzystaniu modelu HYSPLIT w odniesieniu do Katowic na 24 stycznia 2010 r. godz. 00 UTC.
Epizod wysokich stęŝeń zanieczyszczeń powietrza Przebieg temperatury powietrza na róŝnych poziomach atmosfery w styczniu 2010 r. na przykładzie danych ze stacji aerologicznej we Wroclawiu. Temperatura [ C] 2 0-2 -4-6 -8-10 -12-14 -16-18 -20-22 -24-26 -28-30 -32-34 -36 GOŁOLEDŹ Styczeń 2010 SILNE MROZY 122 m 925hPa 850hPa 700hPa 500hPa Temperatura powietrza na róŝnych poziomach atmosfery (około 122, 600, 1500, 3000, 5000 m n.p.gr.).
Epizod wysokich stęŝeń zanieczyszczeń powietrza Warunki meteorologiczne dyspersji.
Warunki przewietrzania w województwie śląskim
ZróŜnicowanie przestrzenne obszarów zagroŝenia sanitarnego powietrza w Polsce
Prognoza jakości powietrza Ogólny schemat modelu prognozy jakości powietrza / krótkoterminowej prognozy stęŝeń zanieczyszczeń powietrza
Prognoza jakości powietrza Ogólny schemat modelu prognozy jakości powietrza / krótkoterminowej prognozy stęŝeń zanieczyszczeń powietrza Dane pomiarowe z ostatnich 24 godzin z krokiem 1- godzinnym Stacje Automatycznego Monitoringu Jakości Powietrza - dane imisyjne - dane meteorologiczne Dane prognozowane na następne 24 godziny z krokiem 1- godzinnym Numeryczna prognoza pogody - model LM-COSMO Średnioobszarowe stęŝenie zanieczyszczeń dla stref i aglomeracji Naziemne stacje meteorologiczne: - dane meteorologiczne Krótkoterminowa prognoza jakości powietrza (AQ) - model empiryczny: metody eksploracji danych Prognoza indeksu jakości powietrza (AQI)
Prognoza jakości powietrza Portal internetowy SPJP w województwie śląskim http://spjp.katowice.pios.gov.pl Prognoza przebiegu dobowego stęŝenia PM 10 (SO 2, NO 2, O 3 ) dla strefy z krokiem jednogodzinnym (oczekiwane średnie stęŝenie, moŝliwe maksymalne stęŝenie) Prognozowany na daną dobę tzw. indeks AQI, który jest syntetycznym wskaźnikiem jakości powietrza 25
Projekt AIR SILESIA Tytuł: System informacji o jakości powietrza na obszarze Pogranicza Polsko-Czeskiego w rejonie Śląska i Moraw Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska-Rzeczpospolita Polska 2007-2013 (AIR SILESIA POWT RCz-RP 2007-2013) Wykonawcy Republika Czeska: Instytut Zdrowia Publicznego w Ostrawie (Zdravotní ústav se sídlem v Ostravě) ZÚOVA - koordynator Czeski Instytut Hydrologiczno-Meteorologiczny, Oddział w Ostrawie (Český hydrometeorologický ústav, Pobočka Ostrava) ČHMÚ, WyŜsza Szkoła Górnicza Uniwersytet Techniczny w Ostrawie (Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava) VŠB- TUO. Rzeczpospolita Polska: Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej PIB Oddziałw Krakowie -IMGW PIB, Instytut Podstaw InŜynierii Środowiska PAN w Zabrzu -IPIŚPAN, Główny Instytut Górnictwa w Katowicach - GIG. Czas trwania: 36 miesięcy (01.07.2010 30.06.2013). Strona: http://www.air-silesia.eu Cel projektu Celem projektu jest utworzenie regionalnego systemu informacji o jakości powietrza w regionie pogranicza polsko-czeskiego w rejonie śląsko-morawskim, opartego o jednakowe, po obu stronach granicy, załoŝenia metodyczne i rozwiązania informatyczne. Budowa wspólnej platformy metodycznej do oceny jakości powietrza w obszarze pogranicza pozwoli na ocenę transgranicznego transportu zanieczyszczeń. Natomiast moŝliwość prognozowania sytuacji podwyŝszonych stęŝeń zanieczyszczeń powietrza tak zwanych epizodów przyczyni się nie tylko do poprawy warunków Ŝycia ludności z tych obszarów, ale równieŝ podniesienia świadomości ekologicznej mieszkańców obszarów naraŝonych na występowanie ponadnormatywnych stęŝeń substancji w powietrzu.
22 marca 2012 r. XX Światowy Dzień Wody Woda a bezpieczeństwo Ŝywnościowe 23 marca 2012 r. LII Światowy Dzień Meteorologii Pogoda, klimat i woda, motorem naszych działań
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ KONTAKT: dr Leszek Ośródka IMGW-PIB w Warszawie Oddział w Krakowie Zakład Monitoringu i Modelowania Zanieczyszczeń Powietrza 40-045 Katowice, ul. Bratków 10 tel.: (032) 35 71 135 fax: (032) 25 37 626 leszek.osrodka@imgw.pl www.imgw.pl http://klimat.imgw.pl www.air-silesia.eu http://spjp.katowice.pios.gov.pl