HYSPLIT_4 (Hybrid Single-Particle Langrangian Integrated Trajectory)

Παρουσίαση με θέμα: "HYSPLIT_4 (Hybrid Single-Particle Langrangian Integrated Trajectory)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 HYSPLIT_4 (Hybrid Single-Particle Langrangian Integrated Trajectory)

2 υπολογίζει τροχιές χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις διασποράς και απόθεσης είτε με προσέγγιση σωματιδίων είτε με προσέγγιση θυσάνου αέρα (puff) Το μοντέλο χρησιμοποιεί μετεωρολογικά δεδομένα τα οποία έχουν αναχθεί σε πλεγματικό πεδίο (gridded data) Ο βαθμός διασποράς υπολογίζεται από την κάθετη διάχυση, τη διάτμηση άνεμου, και τις οριζόντιες συνιστώσες του ανέμου Οι αέριες συγκεντρώσεις υπολογίζονται σε συγκεκριμένο σημείο του ‘πλέγματος’ για αέριο θύσανο, και υπολογίζονται ως μέσες συγκεντρώσεις για σωμάτια

3 Μετεωρολογικά δεδομένα τα μετεωρολογικά δεδομένα δεν μπορούν να τοποθετηθούν κατευθείαν στο πρόγραμμα γιατί συνήθως έχουν παρεμβληθεί σε διάφορα συστήματα συντεταγμένων προτού τοποθετηθούν στο πρόγραμμα, ανάγονται σε ένα εσωτερικό σύστημα συντεταγμένων Υπάρχουν 4 συστήματα συντεταγμένων: 1. pressure sigma 2.Pressure-absolute 3.Terrain-sigma 4.Hybrid-absolute-pressure-sigma

4 Μεταφορά (advection) Η μεταφορά ενός σωματίου ή ενός θυσάνου υπολογίζεται από τη μέση τιμή των 3 συνιστωσών του ανέμου στην αρχική θέση P(t) και στην επόμενη P’(t+Δt) Όπου: P’(t+Δt)= P(t) +V(P,t)Δt

5 διασπορά Προσέγγιση αέριου θυσάνου (Langrangian puff model) Από την πηγή απελευθερώνονται θύσανοι σε τακτά χρονικά διαστήματα ο θύσανος μεταφέρεται κατά τον κεντρικό άξονα του, ενώ εξαπλώνεται (οριζόντια και κάθετα) ανάλογα με την ατμοσφαιρική τύρβη Προσέγγιση σωματίου (Langrangian particle model) από την πηγή απελευθερώνονται σωμάτια σε όλη τη διάρκεια της εκπομπής. κίνηση σωματίου = μεταφορική + τυχαία κίνηση τυχαία κίνηση: οφείλεται στην ατμοσφαιρική τύρβη

6 Για τον υπολογισμό της διασποράς χρειάζονται: Σταθερρότητα οριακού στρώματος Υπολογίζεται μέσω των ροών θερμότητας και ορμής (γνωστά από τα μετεωρολογικά δεδομένα) Συντελεστές οριζόντιας και κάθετης ανάμειξης Συντελεστής κάθετης ανάμειξης: υπολογίζεται από τους συντελεστές θερμότητας Συντελεστής οριζόντιας ανάμειξης: υπολογίζεται από τις βαθμίδες ταχύτητας

7 Ξηρή απόθεση Βαρυτική καθίζηση (για σωμάτια) ‘καθαρή’ ξηρή απόθεση (explicit dry deposition) απόθεση Ξηρή απόθεση Υγρή απόθεση Ραδιενεργός διάσπαση

8 Υγρή απόθεση Ρυπασμένος αέρας εισάγεται σε ένα σύννεφο Βροχή περνά μέσα από ένα ρυπασμένο αέριο στρώμα Για σωμάτια γίνεται διαχωρισμός αν τα σωμάτια βρίσκονται μέσα στο σύννεφο ή αν βρίσκονται κάτω από το σύννεφο Ραδιενεργός διάσπαση Οι εναποτιθέμενοι ραδιενεργοί ρύποι που διασπώνται συνυπολογίζονται στην ολική απόθεση

9 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΜΠΡΟΣΘΟΤΡΟΧΙΩΝ ΑΕΡΑ ΑΠΟ ΤΟΥΣ Α.Η.Σ. ΤΗΣ ΠΤΟΛΕΜΑΙΔΑΣ Αφροδίτη Ζησιμάτου Επιβλέπων καθηγητής: κ. Μελάς

10 Χρησιμότητα των trajectories μετεωρολογία Κλιματολογία Περιβαλλοντικές επιστήμες Ανίχνευση καλλιέργειας ναρκωτικών (!!)  Η ατμ. ρύπανση λόγω της παρουσίας των Α.Η.Σ. δεν είναι μόνο τοπικό πρόβλημα της Πτολεμαιδας. Ρύποι μεταφέρονται σε όλη την Ελλάδα, ακόμη και σε μη γειτονικές χώρες  διασυνοριακή αέρια ρύπανση

11 Α.Η.Σ. σταθμός Γεωγρ.πλατος ( 0 ) Γεωγραφ. Μήκος ( 0 ) Αμύνταιο 40,59 21,725 Πτολεμαιδα 40,44 21,715 Καρδία 40,4 21,77 Άγιος Δημήτριος 40,365 21,840

12 Υπολογίστηκαν τροχιές του αέρα, με σημείο αφετηρίας τους 4 σταθμούς, για το 2001 Υπολογισμός τροχιών ανά 3 μέρες (72 ώρες)  συνολικά 122 τροχιές Ώρα εκκίνησης 00 UTC Εμπροσθοτροχιές (forward trajectories ) Ύψος εκπομπής : 550 μέτρα

13 8 προορισμοί στους οποίους καταλήγουν οι τροχιές: 1. Β.Αφρική (Λιβύη, Αίγυπτος) 2.Ρωσία 3.Ιταλία 4.Τουρκία – Κύπρος 5.Γιουγκοσλαβία – Αλβανία 6.Ρουμανία – Βουλγαρία 7.Κεντρική Ευρώπη (Αυστρία, Πολωνία, Τσεχία, Ουγγαρία) 8.Ελλάδα

14 προορισμόςΑριθμός τροχιών Ποσοστό (%) Β.Αφρική 3527,7 Ρωσία2520,5 Ιταλία108,2 Τουρκία – Κύπρος97,4 Γιουγκοσλαβία – Αλβανία64,9 Ρουμανία – Βουλγαρία97,4 Κεντρική Ευρώπη97,4 Ελλάδα2117,2

15 Κατανομή τροχιών στην Ελλάδα

16 προορισμόςημερομηνία Πτολεμαιδα 27/2 Πτολεμαιδα 4/4 Δράμα (σύνορα με Βουλγαρία) 31/5 θαλ. περιοχή Θάσου 18/6 Φλώρινα 30/6 Ιωάννινα 15/11 Καβάλα 21/11 Ν.Α. Χαλκιδικής 27/11 1.Βορεια Ελλάδα

17 2.Κεντρική Ελλάδα προορισμός ημερομηνία Θαλ. περιοχή Μαγνησίας- Σποράδων 4/1 Σποράδες 22/1 Άμφισσα 19/5 Άμφισσα 22/5 Λέσβος 4/10 Άρτα - Πρέβεζα 31/10

18 3. Πελοπόννησος προορισμός Ημερομηνία θαλ. περιοχή νότια Πελοποννήσου 27/7 Κόρινθος 5/8 Πύργος 28/9 Θαλ. Περιοχή Ζακύνθου - Πύργου 30/11

19 4. Νότια Ελλάδα προορισμός Ημερομηνία Κύθηρα 15/6 Θαλ. Περιοχή Β.Δ. Χανίων 17/8 Θαλ. Περιοχή Κυθήρων 19/9 Κυκλάδες 19/10

20 Προορισμός Ποσοστό (%) (επί των 122 τροχιών) Βόρεια Ελλάδα 6,7 Κεντρική Ελλάδα 4,9 Πελοπόννησος 3,3 Νότια Ελλάδα 3,3

21 Τροχιές αέρα που περνάνε από: Αθήνα : 8 τροχιές ( 6,7 %) Κυρίως καλοκαιρινούς μήνες (Απρίλιος, Μάιος, Ιούνιος, Ιούλιος, Αύγουστος) Θεσσαλονίκη : 35 τροχιές (28,7 %) Όλο το χρόνο (από Ιανουάριο μέχρι Δεκέμβριο)

22 Ενδεικτικές τροχιές που περνάνε από Αθήνα

23 Ενδεικτικές τροχιές που περνάνε από Θεσσαλονίκη

24 Κατανομή τροχιών ανά εποχή

25 σύνολο τροχιών : 30 (24,6 %) προορισμός: Β.Αφρική Ρωσία Ιταλία Ελλάδα Γιουγκοσλαβία Τροχιές: 11 7 4 3 3 Ποσοστό (%) 36,7 23,3 13,3 10 10 2. Άνοιξη σύνολο τροχιών : 31 (25,4 %) προορισμός: Ρωσία Β.Αφρική Ελλάδα Βουλγαρία Τουρκία Τροχιές: 8 4 4 3 3 Ποσοστό (%) 25,8 12,9 12,9 9,7 9,7 1. χειμώνας

26 σύνολο τροχιών : 30 (24,6 %) Προορισμός: Β.Αφρική Ελλάδα Ρωσία Γιουγκοσλαβία Τροχιές: 16 6 3 3 Ποσοστό (%) 53,3 20 10 10 4. Φθινόπωρο Σύνολο τροχιών : 31 (25,4 %) Προορισμός: Ρωσία Ελλάδα Τουρκία Β.Αφρική Βουλγαρία Τροχιές: 7 9 4 3 3 Ποσοστό (%) 22,6 29 12,9 9,7 9,7 3. Καλοκαίρι

27 1. Κυκλικές τροχιές (επιστρέφουν πίσω)

28

29 2. Τροχιές που παρουσιάζουν στροφές

30

31

32

33 3. Τροχιές που αλλάζουν διεύθυνση

34

35

36 4. Ευθεία τροχιά

37 5. Μακρινές τροχιές

38

39 Τροχιές επηρεάζονται από τις μετεωρολογικές συνθήκες κυριότεροι προορισμοί : Β. Αφρική, Ρωσία, Ελλάδα, Ιταλία Κυριότερος προορισμός στην Ελλάδα : Μακεδονία Θεσσαλονίκη είναι δέκτης τροχιών ενώ η Αθήνα είναι σε πολύ μικρότερο ποσοστό Ρύπανση από τους Α.Η.Σ. δεν περιορίζεται στη ευρύτερη περιοχή αλλά μεταφέρεται ακόμη και σε μακρινές χώρες Trajectories είναι πολύ χρήσιμο εργαλείο για την αντιμετώπιση της διασυνοριακής αέριας ρύπανσης Συμπεράσματα - σχόλια