Προσομοίωση και πρόβλεψη της ποιότητας του αέρα στην Κύπρο

Παρουσίαση με θέμα: "Προσομοίωση και πρόβλεψη της ποιότητας του αέρα στην Κύπρο"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Προσομοίωση και πρόβλεψη της ποιότητας του αέρα στην Κύπρο
Παρασκευή 30 Ιανουαρίου 2009 Ιωάννης Ντούρος AUT/LHTEE

2 Επιτρεπόμενες υπερβάσεις ανά έτος
Οριακές τιμές ρύπων στην ατμόσφαιρα για την προστασία της ανθρώπινης υγείας, σύμφωνα με την Οδηγία 2008/50/EC για την ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα. Ρύπος Οριακή τιμή Επιτρεπόμενες υπερβάσεις ανά έτος Περίοδος αναφοράς Έναρξη Ισχύος SO2 350 µg/m³ 24 1 ώρα 125 µg/m³ 3 24 ώρες NO2 200 µg/m³ 18 1/1/2010 40 µg/m³ Ν/Α 1 έτος PM10 50 µg/m³ 35

3 Επιτρεπόμενες υπερβάσεις ανά έτος (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons)
Οριακές τιμές ρύπων στην ατμόσφαιρα για την προστασία της ανθρώπινης υγείας, σύμφωνα με την Οδηγία 2008/50/EC για την ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα. Ρύπος Οριακή τιμή Επιτρεπόμενες υπερβάσεις ανά έτος Περίοδος αναφοράς Έναρξη Ισχύος Pb 0,5 µg/m³ Ν/Α 1 έτος CO 10 mg/m³ (10000 μg/m³) Μέγιστη μέση τιμή κυλιόμενου οκταώρου κατά τη διάρκεια μιας ημέρας Βενζόλιο 5 µg/m³ 1/1/2010 O3 120 µg/m³ 25 ημέρες ανά έτος (μέσος όρος για διάστημα 3 ετών) 2010 PAH (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) 1 ng/m3 [εκφραζόμενη ως συγκέντρωση Βενζο(α)πυρενίου] 1/1/2012

4 Επιτρεπόμενες υπερβάσεις ανά έτος
Οριακές τιμές ρύπων στην ατμόσφαιρα για την προστασία της ανθρώπινης υγείας, σύμφωνα με Οδηγία 2008/50/EC για την ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα. Ρύπος Οριακή τιμή Επιτρεπόμενες υπερβάσεις ανά έτος Περίοδος αναφοράς Έναρξη Ισχύος PM2.5 25 µg/m³ (TARGET VALUEb) Ν/Α 1 έτος 1/1/2010 20 µg/m³ (EXPOSURE CONCENTRATION OBLIGATIONc) N/A 2015 (STAGE 1 LIMIT VALUEa) 1/1/2015 (STAGE 2 LIMIT VALUEa) 1/1/2020

5 Μετρήσεις ποιότητας αέρα
Λευκωσία, σταθμός κυκλοφορίας

6 Μετρήσεις ποιότητας αέρα

7 Δομή του υπολογιστικού πυρήνα του λογισμικού προσομοίωσης και πρόβλεψης της ποιότητας αέρα

8 The European Zooming Model (EZM) system
Μοντέλα ποιότητας αέρα The European Zooming Model (EZM) system

9 Μοντέλο μετεωρολογίας
Για την προσομοίωση μετεωρολογίας στην κλίμακα αλλά και του αστικού υποβάθρου χρησιμοποιείται το μοντέλο ΜΕΜΟ*: Μη υδροστατικό προγνωστικό μετεωρολογικό Οϋλεριανό μοντέλο. Λαμβάνει υπόψη τη συνοπτική μετεωρολογική κατάσταση και την τοπογραφία της περιοχής. Παρέχει τρισδιάστατα πεδία ταχύτητας & διεύθυνσης ανέμου, θερμοκρασίας καθώς και άλλων μετεωρολογικών μεταβλητών. * Moussiopoulos N., Flassak Th., Berlowitz D. and Sahm P. (1993) Simulations of the Wind Field in Athens With the Nonhydrostatic Mesoscale Model MEMO, Environmental Software 8,

10 Φωτοχημικό μοντέλο Για την προσομοίωση της διασποράς και του φωτοχημικού μετασχηματισμού των ρύπων χρησιμοποιείται το Οϋλεριανό μοντέλο MARS-aero*: Έχει τη δυνατότητα υπολογισμού τόσο του ανόργανου όσο και του οργανικού κλάσματος των δευτερογενών αιωρούμενων σωματιδίων. Για το ανόργανο κλάσμα χρησιμοποιείται το υπομοντέλο ισορροπίας σωματιδίων ανόργανης σύνθεσης SINE (Solver of IΝorganics Equilibrium). Για το οργανικό κλάσμα το υπομοντέλο σχηματισμού δευτερογενών οργανικών SORGAM (Secondary Organic Aerosol Model). * Moussiopoulos N., Sahm P. and Kessler Ch. (1995) Numerical simulation of the photochemical smog formation in Athens, Greece - A case study, Atmos. Environ. 29,

11 Περιοχές ενδιαφέροντος και υπολογιστικά πλέγματα
Παγκύπρια υπολογιστική περιοχή: 6060 κελιά, ανάλυση 55km2

12 Περιοχές ενδιαφέροντος και υπολογιστικά πλέγματα
Υπολογιστική περιοχή Λευκωσίας: 5050 κελιά, ανάλυση 11 km2

13 Περιοχές ενδιαφέροντος και υπολογιστικά πλέγματα
Υπολογιστική περιοχή Λεμεσού: 5050 κελιά, ανάλυση 11 km2

14 Περιοχές ενδιαφέροντος και υπολογιστικά πλέγματα
Υπολογιστική περιοχή Λάρνακας: 5050 κελιά, ανάλυση 11 km2

15 Περιοχές ενδιαφέροντος και υπολογιστικά πλέγματα
Υπολογιστική περιοχή ε.π. Αμμοχώστου: 5050 κελιά, ανάλυση 11 km2

16 Περιοχές ενδιαφέροντος και υπολογιστικά πλέγματα
Υπολογιστική περιοχή Πάφου: 5050 κελιά, ανάλυση 11 km2

17 Περιοχές ενδιαφέροντος και υπολογιστικά πλέγματα
Πρόκειται για μία περιοχή διαστάσεων 300x300 km2 με ανάλυση 5km για το παγκύπριο και 50x50 km2 με ανάλυση 1km για τις πόλεις (Λευκωσία, Λάρνακα, Λεμεσό, Πάφο, Ελεύθερη περιοχή Αμμοχώστου)

18 Πηγή : CORINE CLC 2000 dataset
Χρήσεις γης Πηγή : CORINE CLC 2000 dataset και υπηρεσίες 44 κατηγορίες χρήσεων γης Ανακατατάχθηκαν σε 7 όπως απαιτείται από το μοντέλο MEMO Νερό Άγονη γη Λίγη βλάστηση Καλλιέργειες Δάσος Περιαστική Αστική

19 Χρήσεις γης Λευκωσία Νερό Άγονη γη Λίγη βλάστηση Καλλιέργειες Δάσος
Περιαστική Αστική

20 Το υπολογιστικό σύστημα: δεδομένα εισόδου
Δεδομένα οριακών συνθηκών για το μοντέλο ΜΕΜΟ προέρχονται από το Global Forecast System (GFS) το οποίο είναι ένα παγκόσμιο αριθμητικό μοντέλο πρόγνωσης του καιρού της αμερικανικής NOAA. Νέοι υπολογισμοί είναι διαθέσιμοι κάθε 6 ώρες. Πρόγνωση μέχρι και 7 ημερών

21 Αυτόματη λειτουργία του συστήματος
Το σύστημα ενημέρωσης (Downloader) διατηρεί τη βάση δεδομένων μετεωρολογίας συνεχώς πλήρη. Ο προγραμματιστής (Scheduler) επιλέγει και χρησιμοποιεί το πιο πρόσφατο σετ δεδομένων ως είσοδο για το μοντέλο. Σε περίπτωση ανάγκης (π.χ. όταν δεν είναι διαθέσιμα νέα δεδομένα) χρησιμοποιούνται αυτομάτως τα πιο πρόσφατα.. Κάθε διαδικασία κρατά λεπτομερές αρχείο καταγραφής (log) το οποίο είναι διαθέσιμο στον χρήστη του συστήματος.

22 Το υπολογιστικό σύστημα: Πρόγραμμα υπολογισμών

23 Το υπολογιστικό σύστημα: δεδομένα εισόδου
Το φωτοχημικό μοντέλο MARS-aero χρησιμοποιεί: Τοπογραφία και χρήσεις γης για τις περιοχές ενδιαφέροντος Αρχείο εκπομπών της περιοχής ενδιαφέροντος σε μορφή κανάβου Πεδία ανέμου και λοιπών μετεωρολογικών μεταβλητών όπως προέκυψαν από μοντέλο ΜΕΜΟ Συγκεντρώσεις υποβάθρου για την έναρξη και τις οριακές συνθήκες των υπολογισμών.

24 Λειτουργικό σύστημα εκτίμησης πραγματικού χρόνου
Ωριαίοι χάρτες για : Κύπρο (επικράτεια) και για 5 αστικές περιοχές (Λευκωσία, Λάρνακα, Λεμεσσό, Πάφο, Ε.Π. Αμμοχώστου) ΡΜ10, ΡΜ2.5, ΝΟ2, Ο3 και βενζόλιο Μετεωρολογικά πεδία (άνεμο, θερμοκρασία, υγρασία) Αυτόματα παραγόμενο εύληπτο μήνυμα χαρακτηρισμού κατάστασης της ποιότητας αέρα προς ενημέρωση του κοινού που επισκέπτεται την ιστοσελίδα.

25 Λειτουργικό σύστημα για προβλέψεις
Χάρτες μέσων τιμών του προσεχούς 24ώρου για : Κύπρο (επικράτεια) και για 5 αστικές περιοχές (Λευκωσία, Λάρνακα, Λεμεσό, Πάφο, ελεύθερη περιοχή Αμμοχώστου) ΡΜ10, ΡΜ2.5, ΝΟ2, Ο3 και βενζόλιο Μετεωρολογικά πεδία Γραφικές παραστάσεις χρονοσειρών συγκεντρώσεων για προεπιλεγμένο αριθμό σημείων με δυνατότητα για την επιλογή επιπλέον σημείων ελέγχου Δυνατότητα ενεργοποίησης υπολογισμού επιπλέον στατιστικών (μέγιστες τιμές και υπερβάσεις των ορίων) για τις υπό εξέταση χρονικές περιόδους,

26 Προσομοίωση σεναρίων Παρέχεται μέσω τους συστήματος η δυνατότητα στους χρήστες (εντός ΤΕΕ) να πραγματοποιήσουν υπολογισμούς της ποιότητας αέρα με βάση σενάρια εκπομπών που έχουν παραχθεί με τη χρήση του λογισμικού εκτίμησης των εκπομπών (CTEE). Οι υπολογισμοί είναι δυνατόν να πραγματοποιηθούν στις προκαθορισμένες περιοχές (Κύπρος και πέντε πόλεις) ή και σε περιοχή που καθορίζεται από τον χρήστη με επιλογή μέσω φιλικής διεπιφάνειας, του κέντρου και των διαστάσεων της περιοχής Παρουσίαση των αποτελεσμάτων με τη μορφή χαρτών και στατιστικών δεικτών