Meteorologické podmínky a znečištění ovzduší

Meteorologické podmínky a znečištění ovzduší Libor Černikovský Český hydrometeorologický ústav

http://www.chmi.cz [email protected]

L. Černikovský: a znečištění Posuzování záměrů Meteorologické v procesu EIApodmínky z hlediska vlivu naovzduší veřejné zdraví Posuzování záměrů v procesu EIA z hlediska vlivu na veřejné zdraví, Krajský úřad Moravskoslezského kraje, 13. 10. 2009 Krajský úřad Moravskoslezského kraje, 13. 10. 2009

1

Obsah • Podmínky ovlivňující úroveň znečištění ovzduší. • Modelování znečištění ovzduší. • Příklady: – simulace rozptylu z jednoho zdroje, – měřené koncentrace v Moravskoslezském kraji.

• Situace s vysokým znečištěním ovzduší vs. dlouhodobá úroveň znečištění.

L. Černikovský: Meteorologické podmínky a znečištění ovzduší Posuzování záměrů v procesu EIA z hlediska vlivu na veřejné zdraví, Krajský úřad Moravskoslezského kraje, 13. 10. 2009

2

Úvod • Realita je komplexní, ale skládá se z jednotlivostí, které mohou být popsány, a musí být pochopeny. • Výčet podmínek vypadá zřejmě a jednoduše, ale skutečnost není vždy zřejmá a jednoduchá. • Konkrétní situace vypadá na první pohled jasně, ale skutečnost může bát jiná.


3

Úroveň znečištění v konkrétní lokalitě • (Antropogenní) zdroje emisí: – výskyt ...ale lokalita může být vysoce znečištěna, i když v blízkosti není žádný zdroj – parametery: • velikost emisí ...jednotlivý mohutný zdroj vs. mnoho malých zdrojů • objem emisí, teplota, rychlost • stavební výška a průměr ústí • provozní podmínky ...během dne, týdne, roku • Orografie: rovina, vrchol, údolí... • Poloha vzhledem ke zdrojům: – horizontální a vertikální vzdálenost – po větru, proti větru, bočně od větru, všude okolo

• Meteorologické podmínky L. Černikovský: Meteorologické podmínky a znečištění ovzduší Posuzování záměrů v procesu EIA z hlediska vlivu na veřejné zdraví, Krajský úřad Moravskoslezského kraje, 13. 10. 2009

4

Meteorologické podmínky ovlivňující úroveň znečištění ovzduší Podmínky, ovlivňující horizontální a vertikální rozptyl emisí od zdrojů • rychlost větru • vertikální stabilita přízemní vrstvy atmosféry


5

(Ne)příznivé meteorologické podmínky Závisí na lokalitě a druhu znečištění • rychlost větru: ...nižší rychlost ⇒ vyšší koncentrace ...vyšší rychlost ⇒ resuspenze (doprava, lokální topeniště, staveniště,...) • vertikální stabilita: ...stabilnější ⇒ vyšší konc. pod zádržnou vrstvou, nižší nad ní • teplota vzduchu ⇒ objem emisí ... zimní období: více emisí z vytápění ... léto: větší výpar, tvorba ozonu • směr větru ⇒ umístění lokality vůči zdrojům • srážky ⇒ vymývání znečištění L. Černikovský: Meteorologické podmínky a znečištění ovzduší Posuzování záměrů v procesu EIA z hlediska vlivu na veřejné zdraví, Krajský úřad Moravskoslezského kraje, 13. 10. 2009

6

Modelování znečištění ovzduší • Pouze přibližný popis skutečnosti s mnoha zásadními předpoklady, nejsou absolutně přesným popisem skutečnosti. • Modely musí být kombinovány a verifikovány výsledky měření znečištění ovzduší. • Nicméně jsou velmi užitečným nástrojem pro odhad skutečnosti s vědomím použitých předpokladů, omezení a nejistot. Kvalita/přesnost modelových výsledků závisí • nejenom na kvalitě modelu, • ale z velké části na kvalitě vstupních dat. L. Černikovský: Meteorologické podmínky a znečištění ovzduší Posuzování záměrů v procesu EIA z hlediska vlivu na veřejné zdraví, Krajský úřad Moravskoslezského kraje, 13. 10. 2009

7

Modelování znečištění ovzduší vstupní údaje → výsledky

vstupní údaje

výsledky


8

Modelování znečištění ovzduší vstupní údaje → výsledky

zdroje

přirozené, antrop. bodové, plošné, mobilní, objemové ...

meteo. podmínky

parametry zdrojů výška, velikost , umístění... odhad emisí měření vs. odhad (emisní faktory…), vyýstupní rychlost, chemické procesy… měření vs. odhad (ne)homogenita oblasti…

rychlost a směr větru stabilita atmosféry ...

topografie

kvalita vstupních údajů  dostupnost  výsledky podrobnost  přesnost

detaily

orografie umístění zdrojů popis,... L. Černikovský: Meteorologické podmínky a znečištění ovzduší Posuzování záměrů v procesu EIA z hlediska vlivu na veřejné zdraví, Krajský úřad Moravskoslezského kraje, 13. 10. 2009

9

Modelování znečištění ovzduší vstupní údaje → výsledky vstupní údaje

druh aplikace havárie, informačnípredikční-regulační systémy, hodnocení úrovně znečištění ovzduší publikování interpretace

kvalita vstupníc h údajů

výsledky vyhodnocení porovnání s výsledky měření zpracování mapování

věrohodno st výsledků


10

Imisní koncentrace vs. emisní koncentrace


11

Imisní koncentrace vs. efektivní výška zdroje ovlivněny • stavební výškou • teplotou a výstupní rychlostí emisí


12

Imisní koncentrace vs. efektivní výška zdroje vs. výška zádržné vrstvy ovlivněny • stavební výškou, teplotou a výstupní rychlostí emisí • meteo. podmínkami a jejich denním chodem


13

Imisní koncentrace vs. orografie ovlivněny • parametry zdroje • meteo. podmínkami a jejich denním chodem


14

Imisní koncentrace vs. výška zádržné vrstvy pod zádržnou vrstvou

nad zádržnou vrstvou


15

Imisní koncentrace vs. orografie/výška zádržné vrstvy (24h konc. PM10 ) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 4.1

5.1

6.1

7.1

8.1

Town 1 město

1

9.1

10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1

Town 2 město

2

Town 3 město

3

Mountains hory


16

Poloha vzhledem ke zdrojům: vertikální vzdálenost


17

Poloha vzhledem ke zdrojům: horizontální vzdálenost


18

Poloha vzhledem ke zdrojům: po větru, proti větru, bočně od větru, všude okolo

1 3

2

ZDROJ

4


19

Poloha vzhledem ke zdrojům: 1h koncentrace PM10 1 3 SOURCE 4350 300

200 150 100 50

2

3

1

18.12. H12

18.12. H00

17.12. H12

17.12. H00

16.12. H12

16.12. H00

15.12. H12

15.12. H00

14.12. H12

14.12. H00

13.12. H12

13.12. H00

12.12. H12

12.12. H00

11.12. H12

0 11.12. H00

2

250

4


20

Poloha vzhledem ke zdrojům: roční průměrné koncentrace PM10 1 3 SOURCE 4 2

80 70 60 50 40 30

1 2 3 4 LV

20 10 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007


21

Meteorologické podmínky: rychlost větru


22

Meteorologické podmínky: vertikální stabilita


23

0

PM10-AVG PM10-P95 Tgrad WV 200m WV 36m

17.1.06, 12:00

17.1.06, 0:00

16.1.06, 12:00

16.1.06, 0:00

15.1.06, 12:00

15.1.06, 0:00

14.1.06, 12:00

14.1.06, 0:00

13.1.06, 12:00

13.1.06, 0:00

12.1.06, 12:00

12.1.06, 0:00

11.1.06, 12:00

11.1.06, 0:00

10.1.06, 12:00

10.1.06, 0:00

9.1.06, 12:00

9.1.06, 0:00

8.1.06, 12:00

8.1.06, 0:00

7.1.06, 12:00

7.1.06, 0:00

6.1.06, 12:00

6.1.06, 0:00

5.1.06, 12:00

5.1.06, 0:00

4.1.06, 12:00

4.1.06, 0:00

PM10 averages 1000

900 12

800

700 10

600 8

500 6

400 4

300

200 2

100 0


Wind velocity [m/s], Tgrad [°C/100m]

Meteorologické podmínky: rychlost větru a vertikální stabilita 14

-2

WV 10m 24

Meteorologické podmínky: směr větru


25

Meteorologické podmínky: směr větru N 25

NW

20

NE

15 10 5

W

E

0

SW

před/poepisode epizodě before

SE S

during během episode epizody


26

Větrná růžice (relativní četnost směrů větru) vs. imisní zatížení a průměrné koncentrace 25 Větrná růžice 20 SO2 15 NOX 10 5 PM10 25

20

15

10

5

0

0

ZDROJ

SO2 NOX PM10

From the source From N–E–S Calm [%] [%] [%] 50 45 8 40 50 11 35 50 12

Vysoký podíl koncentrací během bezvětří WV < 0.5 m.s-1 ⇒ významný vliv blízkých zdrojů


27

Větrná růžice (relativní četnost směrů větru) vs. imisní zatížení a průměrné koncentrace Větrná růžice ↑ Zdroje → SO225 NOX20 PM1015 25

20

15

10

10

5

5

0

← Čisté oblasti ↓

0

SO2 NOX PM10

From sources From SSW–SW [%] [%] 61 23 52 33 44 39


28

Větrná růžice (relativní četnost směrů větru) vs. imisní zatížení a průměrné koncentrace Větrná růžice SO2 NOX PM10

SO2 NOX PM10

From S-SW [%] 45 39 20 34

From NW-NE [%] 38 30 26 20

15

15

10

10

5

5

0

0

Calm [%] 9 17 20

↓ Zdroje ↑ L. Černikovský: Meteorologické podmínky a znečištění ovzduší Posuzování záměrů v procesu EIA z hlediska vlivu na veřejné zdraví, Krajský úřad Moravskoslezského kraje, 13. 10. 2009

29

30

5.9

25

4.3

20

2.7

15

1.1

10

-0.5

5

-2.1

0

-3.7

T [°C], Tgrad [°C/100m], WV [m/s]

Relative frequency [%]

Koncentrace PM10 během zimního období (říjen–březen)

99/00 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 07/08 08/09

% C24 >100

% C24 >150

T

Tgrad*10


WV 30

Koncentrace PM10 během zimního období (říjen–březen) 120 110 Bartovice

90

Českobratrská

80

Fifejdy

70

Mariánské Hory

60

Poruba/V.obvod Poruba/ČHMÚ

50

Přívoz

40

Přívoz ZÚ

30

Radvanice

20

Zábřeh

10

9* 08 -0

7 06 -0

5 04 -0

3 02 -0

1 00 -0

9 98 -9

7

0

96 -9

PM10 [ug.m/3]

100


31

Epizody s vysokým znečištěním vs. roční zatížení

24-hour PM10 concentration

350 300

Original >150 => 50 >100 => 50

Annual avg #days > 50 Diff. [%] 50 117 46 108 -8 -8 41 82 -18 -30

250 200

Original >150 => 50

150

>100 => 50

100 50

1. 1. 1. 2. 1. 3. 1. 4. 1. 5. 1. 6. 1. 7. 1. 8. 1. 9. 1. 10 . 1. 11 . 1. 12 .

0


32

Co je „výjimečná situace“?

Českobratrská

Fifejdy

Mariánské Hory

Poruba/V.obvod

Poruba/ČHMÚ

Přívoz

Přívoz ZÚ

Radvanice

Zábřeh

Bohumín

Český Těšín

Havířov

Karviná

Orlová

Věřňovice

Rok 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007*

Karvinsko

Bartovice

Ostrava

161 171 190 187 207

144 144 -

185 95 78 92 104 91 117 158 102 117 112 90

194 177 113 87

136 62 38 49 42 77 73 86 41 -

76 71 99 64 -

75 128 151 166 146 160 149 116

106 72 105 110 70

157 88 42 47 61 95 117 129 60 -

175 93 64 54 47 107 99 144 106 120 92 80

184 91 93 52 213 223 142 178 177 159 169 129

164 84 61 55 91 124 122 213 170 170 186 121

141 59 44 46 65 92 90 208 168 155 135 95

152 72 40 48 54 100 92 156 106 149 145 104

159 98 45 35 105 140 112 138 162 141 93

147 111 53 45 93 186 219 169 103 126 143 112


33

Epizody s vysokým znečištěním vs. roční zatížení 24h konc. PM10, relativní četnost výskytu, X/1999–II/2009

průměrný počet dnů za rok


34

Děkuji za pozornost…

www.chmi.cz [email protected]


35

Meteorologické podmínky a znečištění ovzduší

Recommend Documents