Geofizički seminar 1 (PDS)

Vedrana Džaja Grgičin, mag. phys.-geophys.

(Odjel za istraživanje kvalitete zraka,

Državni hidrometeorološki zavod, Zagreb)

Modeliranje koncentracija dušikovog dioksida iz prometnih izvora pomoću GAINS integralnog modela: projekcije prema važećim zakonskim propisima

SAŽETAK: Koncentracije dušikovih dioksida iz prometnih izvora jedan su od glavnih izazova kvalitete zraka u gradovima Europe. Granične vrijednosti dušikovih spojeva unatoč zakonskim odredbama, prekoračene su na mnogim mjernim postajama.

Modul prilagodbe implementiran je u GAINS (Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies) integralni model u svrhu procjene učinka mjera za smanjivanje emisija dušikovih spojeva do 2030. godine. Modul prilagodbe koristi hibridni pristup za procjenu parametara specifičnih za mjernu postaju baziran na proračunima atmosferske disperzije te mjerenjima dobivenim iz europske baze podataka kvalitete zraka (AirBase). Za svaku mjernu postaju s dovoljnim obuhvatom podataka koncentracije onečišćujućih tvari razvrstane su po pozadinskom, gradskom i lokalnom doprinosu (promet). Više od 1900 mjernih postaja kvalitete zraka unutar EU pokrivene su modelom, od toga oko 400 prometnih postaja. Svaki doprinos ocjenjen je odgovarajućim modelom; za pozadinski doprinos EMEP model rezolucije 28x28 km, za urbani doprinos CHIMERE model rezolucije 7x7 km, te za lokalni prometni doprinos kemijski box model.

Na temelju toga mogu biti analizirani različiti emisijski scenariji sa svrhom razlučivanja utjecaja prekograničnog transporta onečišćujućih tvari, kao i regionalne i lokalne emisije. Jedan od obrađenih primjera u radu je procjena doprinosa svakog pojedinačnog utjecaja u koncentracijama dušikovih spojeva te njihova usporedba s propisanim graničnim vrijednostima do 2030. godine. Iako se uvođenjem Euro 6 emisijskog standarda za laka teretna vozila očekuju velika poboljšanja i smanjenje emisija dušikovih spojeva iz prometa, za neke od većih europskih gradova potrebne su dodatne mjere s ciljem bržeg zadovoljavanja zakonski propisanih graničnih vrijednosti.

(Izlaganje temeljeno na:

Kiesewetter, G., Borken-Kleefeld, J., Schöpp, W., Heyes, C., Thunis, P., Bessagnet, B., Terrenoire, E., Gsella, A., and Amann, M.: Modelling NO₂ concentrations at the street level in the GAINS integrated assessment model: projections under current legislation, Atmos. Chem. Phys., 14, 813-829, doi:10.5194/acp-14-813-2014, 2014.)

Mario Hrastinski, mag. phys.-geophys.

(Odjel za primijenjenu meteorologiju i modeliranje,

Državni hidrometeorološki zavod, Zagreb)

Verifikacija dinamičke prilagodbe vjetra u kompleksom terenu

SAŽETAK: Poznavanje klimatoloških karakteristika vjetra jedan je od osnovnih preduvjeta za izradu podloga za procjenu raspoložive energije vjetra. Budući da je gustoća mjerenja vjetra u Hrvatskoj relativno mala, a prognostička polja vjetra dobivena iz globalnih reanaliza nisu dovoljno precizna u graničnom sloju iznad kompleksog terena, potrebno ih je profiniti mezoskalnim numeričkim modelima. U tu svrhu provedena je dinamička prilagodba (engl. dynamical downscaling) globalnih polja (ERA-40) korištenjem mezoskalnog numeričkog modela ALADIN (Aire Limitée Adaptation dynamique Développement InterNational) horizontalne rezolucije 8 km (razdoblje 1992-2001.). Nakon integracije, prognostička polja ALADIN modela dodatno su profinjena na horizontalnu rezoluciju 2 km korištenjem tzv. metode dinamičke adaptacije (DADA).

Statistička verifikacija modela provedena je korištenjem mjerenih podataka za 2001. godinu sa četiri postaje (Slavonski Brod, Novalja, Split Marjan i Dubrovnik) koje predstavljaju različita klimatska područja Hrvatske. Multiplikativna sistematska pogreška srednjaka (MBIAS) i srednja kvadratna pogreška (RMSE) izračunate su i osrednjene po mjesecima kako bi se prikazala njihova sezonska varijabilnost. U svrhu ocjene uspješnosti prilagodbe polja vjetra na različitim skalama provedena je spektralna analiza u frekvencijskoj domeni, kao i domeni valnog broja.

Rezultati statističke verifikacije ukazuju na uspješnost prilagodbe ALADIN i DADA modelima na većini lokacija. Spektri kinetičke energije (KE) dobro se slažu s teorijskim spektrima za umjerene širine, a nagib ne pokazuje sezonsku varijabilnost. Prizemni KE spektri nalikuju spektrima orografije što ukazuje na činjenicu da se prizemno strujanje prije svega prilagođava orografiji modela. Glavne prednosti dinamičke prilagodbe vjetra vide se kod razdiobe i učestalosti jačih vjetrova te općenito za diurnalne cirkulacije na obalnim postajama.

(Izlaganje temeljeno na:

Horvath, K., A. Bajić, and S. Ivatek-Šahdan (2011): Dynamical downscaling of wind speed in complex terrain prone to bora-type flows, J. Appl. Meteorol. Climatol., 50, 1676-1691, doi: 10.1175/2011JAMC2638.1.)