lakJLDJl

Prepis

1 Modelovanie kvality ovzdušia chemicko-transportným modelom CMAQ v rámci projektu LIFE IP Dušan Štefánik, Jana Matejovičová, Jana Krajčovičová, Tereza Šedivá

2 Model CMAQ (Community Multiscale Air Quality modelling system) Opensource produkt Vyvíjaný v EPA USA Trojrozmerný eulerovský, chemicko-transportný model, ktorý sa používa na simulovanie ozónu, atmosférických aerosólov (PM), oxidov síry, dusíka atď. Pre každú bunku mriežky sa počíta rovnica kontinuity Stratové procesy C/ t = ADV + DIFF + R c + E c S c Zmena koncentrácie látky c Advekcia Difúzia Chemická transformácia Emisie látky c

3 Programová štruktúra CMAQ C/ t = ADV + DIFF + R c + E c S c

4 Modelovanie kvality ovzdušia: base year 2015 Výpočtové domény pre CMAQ Materská doména: buniek priestorové rozlíšenie km. Vnorená doména: buniek priestorové rozlíšenie km. Použitá projekcia je zhodná s projekciou meteorologického modelu Aladin (lambert confomal conic) s výhľadom na možnosť použiť v budúcnosti met. vstupy z Aladinu.

5 Meteorologické vstupy: Hodinové dáta vygenerované modelom Wheather Research Forecasting (WRF v 3.9.1), 32 vertikálnych vrstiev. Ako riadiaci model boli použité ECMWF reanalyzované dáta.

6 Validácia meteorologických výstupov: Validácia pre malú doménu: Slovenské stanice s vylúčením troch vysokohorských. Najviac nespĺňame benchmarky pre smer vetra. Spĺňa model ALADIN ČHMÚ alebo SHMÚ benchmarky lepšie/horšie? Suggested by Emery et al. (2001) and Tesche et al. (2002), and included in the EPA Draft Guidance on meteorological model

7 EMISNÉ VSTUPY: 2 rôzne emisné procesory 2 rôzne emisné procesory S výnimkou ČR, SR a Malopoľské vojvodstvo (PĽ) rovnaké vstupy pre emisie SMOKE FOR THE EU FUME SMOKE opensource emisný procesor prispôsobený pre CMAQ a pre USA SMOKE FOR THE EU opensource emisný procesor prispôsobený pre EÚ inventarizácie Vstupy: národné reporty emisíí (TNO) Zdroj: Johannes Bieser Institute for Coastal Research, Helmholtz Centre Geesthacht Vyvinutý v ČR, má ambíciu byť univerzálnym modelom vhodným pre rôzny formát vstupných dát Vstupy: národné reporty emisíí (TNO), emisie z lokálnych kúrenísk boli vylepšené harmonizovanou metodikou pre ČR, SR, Malopoľské vojvodstvo Zdroj: ČHMÚ

8 Rôzne priestorové a časové rozloženie emisií

9 Výstupy modelu CMAQ CMAQ verzia 4.71 s chemickým mechanizmom CB05cl a aerosólovým modulom AERO4. Na výpočet simulácie bolo použitých jadier superpočítača na SHMÚ. S daným počítačovým výkonom trvala simulácia jedného dňa približne minút.

10 Porovnanie výsledkov modelovania s meraniami Keďže používame pomerne hrubé priestorové rozlíšenie ( km) resp. ( km), výstupy z modelovania porovnávame s vidieckymi pozaďovými stanicami a predmestskými pozaďovými stanicami Porovnávame model s meraniami pre stanice vo vnorenej doméne pre: AT, CZ, HU, PL a SK Prvý polrok 2015

11 Výsledky pre koncentrácie ozónu 114 staníc Hodinové koncentrácie Denné F FUME vs. SMOKE Veľmi podobné výsledky CMAQ, BIAS +18

12 Výsledky pre koncentrácie SO2 77 staníc Hodinové koncentrácie Denné FUME vs. SMOKE mierne lepšie korelácie pre SMOKE CMAQ, BIAS -1 až -2

13 Výsledky pre koncentrácie NO2 100 staníc Hodinové koncentrácie Denné FUME vs. SMOKE Veľmi podobné výsledky CMAQ, BIAS -6

14 Výsledky pre koncentrácie CO Model veľmi podhodnocuje koncentrácie pre CO. Emisie sú podhodnotené aj v SMOKE aj vo FUME...?

15 Výsledky pre koncentrácie PM10 89 staníc Hodinové koncentrácie Denné FUME vs. SMOKE FUME dáva lepšie výsledky Hlavne pre české stanice

16 Výsledky pre koncentrácie PM staníc Hodinové koncentrácie Denné FUME vs. SMOKE FUME dáva lepšie výsledky

17 Model CMAQ spustený s emisnými vstupmi pripravenými emisným procesorom FUME dáva porovnateľné výsledky pre koncentrácie základných znečisťujúcich látok ako s použitím emisného procesoru SMOKE for EU. Pre PM sú výsledky s procesorom FUME o čosi lepšie najmä pre CZ. Je možné výsledky validácie zlepšiť? Vyhodeným podozrivých dát zo staníc, vylúčením vysokohorských staníc, údolných staníc... Niektoré stanice, označené ako pozaďové, sú v blízkosti diaľnic, miest...

18 Príklady nesúladu dát s modelom Veľký rozdiel medzi reálnou a modelovou výškou

19 Záver a otázky Model CMAQv4.71 bol použitý pre modelovanie dvoch domén pre rok Neboli zistené veľké rozdiely pri validácii medzi materskou a vnorenou doménou. Podobné výsledky boli získané s emisiami vyrobenými procesorom SMOKE for EU a FUME. Validácia v súlade s normami FAIRMODE by zrejme bola potrebná. Možná harmonizácia s validáciou dát z modelu CAMX (ČHMU)? Ako sa dajú využiť získané dáta? (Pre O3, PM a NO2 existujú reanalyzované dáta CAMS COPERNICUS ATMOSPHERE MONITORING SERVICE) K dispozícii sú aj iné dáta napríklad depozície, viditeľnosť deciview ako ich využiť?