SKÁLAFÜGGŐ LÉGSZENNYEZETTSÉG ELŐREJELZÉSEK

Átírás

1 SKÁLAFÜGGŐ LÉGSZENNYEZETTSÉG ELŐREJELZÉSEK Mészáros Róbert 1, Lagzi István László 1, Ferenczi Zita 2, Steib Roland 2 és Kristóf Gergely 3 1 Eötvös Loránd Tudományegyetem, Földrajz- és Földtudományi Intézet, Meteorológiai Tanszék 2 Országos Meteorológiai Szolgálat 3 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Áramlástan Tanszék Budapest, 2008.

2 CÉLOK Légköri szennyezőanyagok terjedésének és ülepedésének becslése különböző tér- és időskálán Folyamatos terhelések meghatározása Baleseti kibocsátások vizsgálata Áramlási mezők elemzése

3 Időjárás előrejelző modell ECMWF MM5 ALADIN Csatolt előrejelzési-diszperziós modellrendszer felépítése modell output mért meteorológiai adatok meteorológiai preprocessor Diszperziós modell Koncentráció, Ülepedési mezők

4 ORSZÁGOS METEOROLÓGIAI SZOLGÁLAT AERMOD Szabályozás orientált modellezés a működő, valamint tervezett ipari létesítmények hatásainak elemzésére FLEXTRA Forward és backward trajektória számítás különböző szintekre FLEXPART Részecskemodell: szennyezőanyagok terjedésének, ülepedésének számítása Backward és forward módon is alkalmazható EDMS (Emissions and Dispersion Modeling System) Légszennyezettség előrejelzés a Ferihegyi repülőtér környezetére

5 LEXTRA

6 LEXPART Esettanulmány Szimuláció: Kibocsátás: 2 órán keresztül Kibocsátás magassága: m között Kibocsátott részecskék száma: 1000 Felszínközeli koncentráció [ng m 3 ] + 06 óra

7 LEXPART Esettanulmány Szimuláció: Kibocsátás: 2 órán keresztül Kibocsátás magassága: m között Kibocsátott részecskék száma: 1000 Felszínközeli koncentráció [ng m 3 ] + 24 óra

8 LEXPART Esettanulmány Szimuláció: Kibocsátás: 2 órán keresztül Kibocsátás magassága: m között Kibocsátott részecskék száma: 1000 Felszínközeli koncentráció [ng m 3 ] + 36 óra

9 LEXPART Esettanulmány Szimuláció: Kibocsátás: 2 órán keresztül Kibocsátás magassága: m között Kibocsátott részecskék száma: 1000 Felszínközeli koncentráció [ng m 3 ] Teljes ülepedés 60 óra alatt [ng m 2 ] + 60 óra

10 LEXPART

11 DMS Napi átlagos koncentráció eloszlás (2008. augusztus 29.) MODELLEK

12 DMS Napi átlagos koncentráció eloszlás (2008. augusztus 29.) MODELLEK

13 DMS Napi átlagos koncentráció eloszlás (2008. augusztus 29.) MODELLEK

14 DMS Napi átlagos koncentráció eloszlás (2008. augusztus 29.) MODELLEK

15 DMS Napi átlagos koncentráció eloszlás (2008. augusztus 29.) MODELLEK

16 BMGE ÁRAMLÁSTAN TANSZÉK Légköri áramlások modellezése Városi hősziget konvekció szimulálása Lejtőviharok szimulálása Kelvin Helmholtz instabilitás szimulálása Terjedési számítások

17 Lejtővihar Sebességmező Potenciális hőmérséklet Helyszíni mérések Modell eredmények

18 Hősziget konvekció Labor kísérlet (Cenedese & Monti 2003) Modell eredmények

19 ELTE METEOROLÓGIAI TANSZÉK TREX (terjedési kicserélődési) modell Folyamatos terhelés becslése (koncentráció mezők, ülepedési sebesség, fluxus alapú mérőszámok) Baleseti kibocsátás modellezése (radioaktív izotópok terjedése, bomlása és ülepedése) Normál üzemű kibocsátás modellezése (radioaktív izotópok terjedése, bomlása és ülepedése) Statisztikai vizsgálatok Klimatológiai vizsgálatok

20 Az ózon átlagos 12 UTC-s ülepedési sebesség, 1998, június

21 Az ózon átlagos 12 UTC-s ülepedési sebesség, 1999, június

22 Különböző felszínek feletti átlagos 12 UTC-s ülepedési sebességek ózonra

23 Mért ülepedési sebesség értékek (cm s 1 ) fű mezőgazdasági terület lombhullató erdő Lamaud et al. (2002) tűlevelű erdő elegyes erdő gyümölcsös Mikkelsen et al. (2000) Meyers et al. (1998) Walton et al. (1997) Baldocchi et al. (1987) Zhang et al. (2002) Zhang et al. (2002) Zhang et al. (1996) Meyers et al. (1998) Padro (1996) Lamaud et al. (2002) Zhang et al. (2006) Zhang et al. (2006) Zhang et al. (2002) Lamaud et al.(2002) Tuovinen et al. (2004) Zhang et al. (2002) Modellezett ülepedési sebesség értékek 1998 nyári félévére (cm s 1 ) Mért és modellezett ülepedési sebességek összehasonlítása

24 A teljes és a sztómán keresztüli ózon ülepedési sebesség statisztikai mérőszámai különböző növényállományok és talajtípusok esetén (1998 július) Monte Carlo módszer

25 Felszínhasznosítási kategória Mezőgazdasági terület Fű Tűlevelű erdő Lombhullató erdő Modellváltozó teljes sztóma teljes sztóma teljes sztóma teljes sztóma Borultság Relatív nedvesség LAI Hőmérséklet Maximális sztómavezetés Talajnedvesség-tartalom Az egyes bemenő adatok hatása az ülepedés mértékére (teszt időszak: 1998 július) Morris módszer

26 A kén-dioxid átlagos ülepedési sebessége 12 UTC-kor (1998 július)

27 Ózon terjedési modellszámítások EULER modell Átlagos ózonkoncentráció térbeli eloszlása (1998 július 12 UTC-s átlag)

28 Ózon terjedési modellszámítások LAGRANGE modell Mért és modellezett ózonkoncentráció K-pusztán ( )

29 Baleseti kibocsátás terjedés számítás EULER modell Felszínközeli koncentráció

30 Baleseti kibocsátás terjedés számítás EULER modell Felszínközeli koncentráció

31 Baleseti kibocsátás terjedés számítás EULER modell Felszínközeli koncentráció

32 Baleseti kibocsátás terjedés számítás EULER modell Felszínközeli koncentráció

33 Baleseti kibocsátás terjedés számítás EULER modell Felszínközeli koncentráció

34 Baleseti kibocsátás terjedés számítás EULER modell Felszínközeli koncentráció

35 Baleseti kibocsátás terjedés számítás EULER modell Felszínközeli koncentráció

36 Baleseti kibocsátás terjedés számítás EULER modell Felszínközeli koncentráció

37 Baleseti kibocsátás terjedés számítás EULER modell Felszínközeli koncentráció

38 Baleseti kibocsátás terjedés számítás EULER modell Felszínközeli koncentráció

39 Baleseti kibocsátás terjedés számítás EULER modell Felszínközeli koncentráció

40 Baleseti kibocsátás terjedés számítás EULER modell Felszínközeli koncentráció

41 Baleseti kibocsátás terjedés számítás LAGRANGE modell TREX baleseti kibocsátási modell Szimulációk: Paksi Atomerőmű területén történő baleset során a légkörbe kerülő radioaktív izotópok terjedése, bomlása és ülepedése (aktivitás-koncentráció és különböző dózisok) Tartomány: -erőmű 30 km-es körzete, -erőmű közvetlen (10 10 kilométeres) környezete. Felhasználás: Operatív használat, éles baleseti helyzet modellezése, gyakorlatok, tesztek végzése Párhuzamos futtatás: Gyorsítás videókártyán (40x gyorsabb - 6 órás szimuláció: kb. 2 perc)

42 Szinoptikus klimatológiai elemzések Péczely-féle makroszinoptikus kód: 7 (zonális ciklonális áramlás) Felszínközeli koncentráció mező 24 óra után 17 eset

43 Szinoptikus klimatológiai elemzések Péczely-féle makroszinoptikus kód: 10 (anticiklon hazánktól északra) Felszínközeli koncentráció mező 24 óra után 27 eset

44 Szinoptikus klimatológiai elemzések Péczely-féle makroszinoptikus kód: 6 (mediterrán ciklon előoldala) Felszínközeli koncentráció mező 24 óra után 16 eset

45 TOVÁBBI TERVEK -EULER-féle terjedési modell fejlesztése -Ülepedési modell fejlesztése -Folyamatos környezeti terhelések becslése -Környezeti terhelés változásának szimulálása klímaszcenáriók alapján -Mozgó forrás által kibocsátott csóva számítása

46 Köszönetnyilvánítás dr. Ács Ferenc, Szinyei Dalma, Vincze Csilla, Czender Csilla, Komjáthy Eszter, Szűcs Mihály, Molnár Ferenc, Szakály Tamás (ELTE) dr. Horányi András, dr. Kullmann László (Országos Meteorológiai Szolgálat)