MAGAS LÉGSZENNYEZETTSÉGET
OKOZÓ
IDŐJÁRÁSI HELYZETEK VIZSGÁLATA
Ferenczi Zita Kolláth Kornél OMSZ
Hoffmann Lilla ELTE
TARTALOM
Klíma, időjárás, levegőminőség kölcsönhatása Időjárási helyzetek hatása a levegőminőségre:
Troposzférikus ózon – másodlagos szennyező - fotokémia PM10 – elsődleges és másodlagos szennyező - nukleáció
Troposzférikus ózon
Nagytávolságú transzport hatása Regionális meteorológia hatása (domináns az epizód helyzetek kialakításában) Hatások: egészségügy, mezőgazdaság
PM10 – Partikulate Matter
Nagytávolságú transzport hatása ( időnként jelentős lehet pl. lengyel iparvidék, szaharai por) Regionális meteorológia hatása (domináns az epizód helyzetek kialakításában) Hatások: egészségügy
Összefoglalás
2
„KÖLCSÖNHATÁSOK”
A levegőminőségét globálisan és regionálisan is meghatározó tényezők: Klíma(változás) • Időjárás •
•
Légszennyezés
Gyakrabbak lesznek azok az időjárási helyzetek, amelyek kedveznek egyes légszennyezők talajközeli feldúsulásának? Melyek azok a légszennyezők, amelyek légköri koncentrációját az időjárási helyzetek jelentős mértékben képesek befolyásolni?
Miért fontos a levegőminőség vizsgálata?
Természetes és a mesterséges környezetre is káros hatással van a légszennyezés
Emberiség egészségi állapota Ökoszisztéma – gazdasági hatások (terméshozam csökkenés –AOT40) 3 Szennyezőanyagok szerepe a klímaváltozásban
TROPOSZFÉRIKUS ÓZON ÉS PM10 ÁLTALÁNOS JELLEMZŐI
Troposzférikus ózon Nincs közvetlen forrása, másodlagos szennyezőanyag Fotokémiai folyamat során keletkezik Nyári félévben valószínű ózon epizód kialakulása Prekurzor gázainak a forrásai:
Közlekedés és ipar Bioszféra (természetes szénhidrogén (izoprén) kibocsátás)
PM10
Eredete: elsődleges részecskék, amelyek közvetlenül kerülnek a légkörbe, és másodlagos részecskék, amelyek nukleáció során keletkeznek (SO2, NOX, NH3 és NMVOC gázokból) Kémiai összetétele utal a forrásaira Téli félévben valószínű PM10 epizód kialakulása forrásai:
fa- és széntüzelés során a levegőbe kerülő égéstermékek ( ipari üzemek, háztartások) gépkocsik kipufogó termékei reszuszpenzió (közlekedési utakról gépjárművek által) tengeri só, pollenek, vulkáni hamu
4
ÉVES BACKWARD TRAJEKTÓRIÁK (NAGYTÁVOLSÁGÚ
TRANSZPORT)
5
A színskála a részecskék előfordulásának gyakoriságát mutatja
ÓZON A TROPOSZFÉRÁBAN
Nagytávolságú transzport az ipari és a közlekedési források felől Hosszú a légköri tartózkodási ideje (6-7 nap) lehetővé teszi, hogy távoli források is hatással legyenek a helyi O3 koncentrációra Transzport folyamatok hatása tavasszal a legjelentősebb
Regionális meteorológia hatása a troposzférikus ózonra
A nagytávolságú transzport és a helyi meteorológiai viszonyok együttes hatása kora tavasszal is magas ózon koncentrációkat eredményezhet
A meteorológia nemcsak a nagytávolságú transzportot, hanem a helyi fotokémiai reakciókat is irányítja A helyi meteorológiai viszonyok hatása a nyári hónapokban a legjelentősebb
tropopauza szakadás következtében sztratoszférikus ózon lekeveredhet a troposzférába
A kémiai transzport modellek a két hatást egyben vizsgálják6
Klíma modellek ( hogyan alakul a jövőben a levegő minősége)
TROPOSZFÉRIKUS ÓZON ÉVSZAKOS VÁLTOZÉKONYSÁGA GLOBÁLISAN, 1979-2005 ÉVEK ÁTLAGA
Dobson Units
TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) és SBUV (Solar Backscatter Ultraviolet) műholdak szondázó műszerei.
7
Forrás: NASA, Fishman, J., A.E. Wozniak, and J.K. Creilson, Global distribution of tropospheric ozone from satellite measurements using the empirically corrected tropospheric ozone residual technique: Identification of the regional aspects of air pollution, Atmos. Chem. Phys., 3, 893-907, 2003.
O3 KONCENTRÁCIÓ ÉS A HŐMÉRSÉKLET KAPCSOLATA (2004-2013)
EÜ. határérték túllépés gyakrabban fordul elő, mint az, hogy a napi átlaghőmérséklet 8 magasabb legyen, mint 25oC
O3 KONCENTRÁCIÓ ÉS A HŐMÉRSÉKLET KAPCSOLATA (2013 NYÁR: június-augusztus)
Korreláció ~ 0,8 25oC-nál melegebb átlaghőmérsékletű napokon szinte 9 biztosan EÜ. határérték túllépés várható
REGIONÁLIS METEOROLÓGIA HATÁSA A TROPOSZFÉRIKUS ÓZONRA
Az ózonképződésre kedvezően ható meteorológiai paraméterek:
Az ózonképződésre kedvezőtlenül ható meteorológiai paraméterek:
25 oC –nál magasabb napi átlaghőmérséklet - hőmérséklet Anticiklonális szinoptikus helyzet Globálsugárzás, UV-B sugárzás
Felhő fedettség Relatív páratartalom Szélsebesség
Ózonképződés szempontjából kedvező meteorológiai helyzet jellemzése:
Szubtrópusi száraz légtömeg. A meleg advekció hatására gyengébb vertikális átkeveredés.
10
PM10 - Partikulate Matter
Nagytávolságú transzport az ipari és a közlekedési források felől Hosszú a légköri tartózkodási ideje (3 nap), amely lehetővé teszi, hogy távoli források is hatással legyenek az PM10 koncentrációra Magyarországon a nagytávolságú transzport hatása 70-80% Elsősorban Románia és Lengyelország járul hozzá jelentős mértékben hazánk PM10 szennyezettségéhez.
Regionális meteorológia hatása a PM10-re
A meteorológia nemcsak a nagytávolságú transzportot, hanem a helyi turbulencián keresztül meghatározza azt a légköri réteget, amelyben a részecskék elkeverednek Csapadék viszonyok hatnak a részecskék légköri kimosódására A helyi meteorológiai viszonyok hatása a téli hónapokban a legjelentősebb Meteorológia hatással lehet a PM10 emisszióra:
Hideg téli napokon megnő a lakossági kibocsátás, amely stabil légköri viszonyok mellett megnöveli a szmog kialakulásának valószínűségét
11
SZAHARAI POR HATÁSA EURÓPA LEVEGŐMINŐSÉGÉRE 2013 ÁPRILIS 27. – MÁJUS 1. szaharai por légköri koncentrációja BSCDREAM8b modell szimulációja alapján
MSG műhold május 1.
szaharai por eléri az állomások térségét
12
NAGYTÁVOLSÁGÚ TRANSZPORT A LENGYEL IPARVIDÉK FELŐL 2010. JANUÁR 27.
Pozsony: 27. 00 óra
Győr: 27. 05 óra Budapest: 27. 12 óra
13
PM10 KONCENTRÁCIÓ VALAMINT AZ SI INDEX ÉS A HŐMÉRSÉKLET KAPCSOLATA TÉLI FÉLÉVBEN 350
300
250
R2 = 0.2206
SI
106 PBL v
SI
200
150
100
50
0 50
100
150
200
250
300
350
PM10[ g/m3] 25 20 15
napi átlag hőmérséklet [oC]
0
10 5 0 0
50
100
150
200
-5
14
-10 -15 -20
PM10 [ g/m3]
DÖNTÉSI MÁTRIX A SZMOG KIALAKULÁSÁNAK ELŐREJELZÉSÉHEZ TÉLI FÉLÉVBEN SI < 100
SI > 100
Napi átlag hőmérséklet > 0
16%
15%
Napi átlag hőmérséklet < 0
43%
90%
Több éves mérési adatok feldolgozása alapján meghatároztuk, hogy adott SI index és napi átlag hőmérsékleti kategória mellett mekkora valószínűséggel várható szmog kialakulása Budapesten.
15
P M10 10 .03
10 .03
10 .02
10 .02
10 .01
10 .01
10 .01
09 .12
09 .12
09 .12
09 .12
09 .11
09 .11
09 .10
09 .10
09 .10
09 .10
. 04
. 16
. 08
. 29
. 23
. 14
. 28
. 18
. 12
. 02
. 19
. 13
. 30
. 21
. 06
. 01
20
20
. 10 09 .10 . 07 09 .12 . 05 20 10 .01 . 02 20 10 .01 . 03 20 10 .01 . 28 20 10 .02 . 23 20 10 .01 . 05 20 09 .11 . 07 20 09 .11 . 04 20 09 .11 . 27 20 09 .10 . 19 20 10 .02 . 06 20 10 .01 . 01 20 09 .12 . 01 20 10 .01 . 08 20 10 .01 . 30 20 09 .11 . 10
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
g/m 140
120
15
20
0
E Ü. határérték cs apadék
mm
3
CSAPADÉK HATÁSÁNAK VIZSGÁLATA A PM10 KONCENTRÁCIÓJÁRA TÉLI FÉLÉVBEN (2009-2010) 30
B udapes t - G ilic e tér 25
100 20
2010.01.30.
80
60
40 10
5
0
3mm
16
REGIONÁLIS METEOROLÓGIA HATÁSA A PM10 KONCENTRÁCIÓRA
PM10 feldúsulására kedvezően ható meteorológiai paraméterek:
PM10 feldúsulására kedvezőtlenül ható meteorológiai paraméterek:
0 oC –nál alacsonyabb napi átlaghőmérséklet - hőmérséklet alacsony keveredési réteg magasság gyenge szél
csapadék erős szél intenzív vertikális átkeveredés
PM10 feldúsulásása szempontjából kedvező meteorológiai helyzet jellemzése:
Anticiklon száraz, hideg légtömeggel, tartós (egész napos köd/sztrátusz) köd nélkül. Az erős romló tendencia általában fiatal anticiklonban következik be, majd 17 elöregedő anticiklonban a felhős hidegpárna beállta gyors javulást is eredményezhet.
ÖSSZEFOGLALÁS
Időjárás hatása a levegőminőségre Nagytávolságú transzport • Regionális meteorológia •
Légszennyezők közül elsősorban a troposzférikus ózon és a PM10 érintett Klímaváltozás jövő levegőminősége?
Köszönet: Szenyán Ildikó és Tóth János
18
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
19
