Vliv města na interakce mezi klimatem a kvalitou ovzduší

Vliv města na interakce mezi klimatem a kvalitou ovzduší Peter Huszár, Tomáš Halenka, Michal Belda, Kateřina Šindelářová Matematicko-fyzikální fakulta UK v Praze Katedra meteorologie a ochrany prostředí Projekt “TEPELNÝ OSTROV MĚSTA” II. setkání projektu UHI v Praze 23.6.2014

Cíl ●

Pomocí numerických modelů fyziky a chemie kvalifikovat a kvantifikovat nejdůležitější aspekty interakce:

městské prostředí – klima – čistota ovzduší UCCh interakce (Urban–Climate–Chemistry)

Peter Huszár

Vliv města na interakce mezi klimatem a kvalitou ovzduší

Projekt UHI – II. Setkání v Praze 23.6.2014

Interakce UCCh Atmosféra

Město - U

Peter Huszár




Čistota ovzduší (chemie) - Ch

Klima (meteorologie) - C

Město - U

Peter Huszár






Emise

(NOx, SO2, NMVOC, aerosoly ...)

Město - U

Peter Huszár





Emise



Meteorologický vliv

(tepelný ostrov města, turbulence )

Antropogenní tepelná energie (vytápení, auta ...)

Město - U

Peter Huszár



Interakce UCCh Atmosféra Radiační vlivy (CO2, ozon, aerosoly ...)


Emise






Město - U

Peter Huszár





Vliv na chemické procesy


(teplota, radiace, srážky, turbulence, vítr)

Emise





Město - U

Peter Huszár








Emise





Město - U

Peter Huszár








Emise





Město - U

Peter Huszár



Modelování atmosferických procesů v městské zástavbě - parameterizace SLUCM (Single-Layer urban Canopy Model) – jednovrstvový model městského povrchu (Kusaka et al. (2001), Chen et al. (2010) ) ● ● ● ● ●

Uvažuje uliční kanály a budovy Toky tepla a záření mezi vzduchem v uličním kanálu a okolitými budovami “Uvíznutí“ záření v uličním kanálu – Trapping of radiation Neuvažuje vertikální změnu veličin v uličním kanálu Výpočetně nenároční proto vhodný pro dlouhé klimatické simulace

Sun

Chen et al. (2010)

Kusaka and Kimura (2004)

Výsledky simulací Vliv parameterizace městské zástavby na klima Období 2005-2009 Simulace uvažováním městské zástavby mínus simulace bez měst

Peter Huszár



Teplota ve 2 m léto

noc

den

zima

Peter Huszár



Výška mezní vrstvy léto

noc

den

zima

Peter Huszár



Celkové srážky léto

noc

den

zima

Peter Huszár

Modelování interakce městské prostředí – klima – čistota ovzduší v střední Evropě

Seminář UNCE Praha 30.5.2014

léto

noc

den

zima

Teplota – vertikální řez N 50.0°

Peter Huszár



Teplota – denní chod

Peter Huszár



Teplota – denní chod (Praha)

Peter Huszár



Teplota ve 2 m – vliv na větší vzdálenost?

Běhy bez SUBBATS – bez 2 km x 2 km “subgrid” dělení pro model povrchu Města jsou tedy reprezentována čtvercovými plochami o velikosti 10 km x 10 km

Peter Huszár



Teplota ve 2 m – vliv na větší vzdálenost?

Městský povrch uvažovaný pouze pro Prahu(!)

Peter Huszár



Vliv změn ve využití povrchu Implementace krajinného rozhraní v Praze (předběžné výsledky pro 5 let)

Vliv na teplotu ve 2 metrech pro léto a noční hodiny Peter Huszár



Vliv změn ve využití povrchu Implementace krajinného rozhraní v Praze - detail (předběžné výsledky pro 5 let)

Peter Huszár



Vliv na kvalitu ovzduší Atmosféra Radiační vlivy (CO2, ozon, aerosoly ...)





Emise (NOx, SO2, NMVOC, aerosoly ...)




Město - U

Peter Huszár



Vliv emisí z měst na kvalitu ovzduší ●

●

● ● ●

● ●

●

●

Vyhodnocení vlivu emisí z měst na regionální čistotu ovzduší (tj. nezajímáme se pouze o kvalitu ovzduší v městách) Model CAMx – verze 5.40: Eulerovský fotochemický model atmosféry + aerosoly Emise z databáze TNO pro rok 2005, 2030 a 2050 Období 2001-2010 Stejná doména jako pro vyhodnocení vlivu městské zástavby s rozlišením 10 km x 10 km Běh se všemi emisemi vs. běhy bez emisí z měst Uvažujem mešta obvykle nad populací 500 000 (výjimky ve střední a východní Evropě) Vliv radiačně aktivních plynů/aerosolů na radiační rovnováhu a klima Test linearity: Conc10xEmissions/10.0 vs. Conc1.0xEmissions

Peter Huszár



Vliv emisí z měst na kvalitu ovzduší NOx ppbv JJA 2001-2010 (1x Emis)

NOx ppbv JJA 2001-2010 (10 x Emis/10.0)

Peter Huszár

O3 ppbv 2001-2010

O3 ppbv JJA 2001-2010 (10 x Emis/10.0)



Vliv emisí z měst na kvalitu ovzduší SOx ppbv JJA 2001-2010 (1x Emis)

PSO4 μg/m3 JJA 2001-2010 (1x Emis)

SOx ppbv JJA 2001-2010 (10 x Emis/10.0)

PSO4 μg/m3 JJA 2001-2010 (10x Emis/10)

Peter Huszár



Vliv emisí z měst na kvalitu ovzduší PEC μg/m3 2001-2010 (1xEmis)

PEC μg/m3 JJA 2001-2010 (10xEmis/10.0)

Peter Huszár

PNO3 μg/m3 2001-2010 (1xEmis)

PNO3 μg/m3 JJA 2001-2010 (10xEmis/10.0)



Závěr – Městská zástavba výrazně ovlivňuje meteorologické veličiny ne jenom v mezní vrstvě atmosféry, ale také ve vyšších výškach. – Nejvýraznější vliv na teplotu u povrchu v letních měsících během noci – Výrazný UHI (urban heat island – městský tepelný ostrov) effekt – Vliv se nesoustřeďuje pouze na bezpřostřední okolí měst ale také na vzdálenější venkovní oblasti --> Kombinovaný vliv malých oblastí s městskou zástavbou a distanční vliv větších měst z okolí – Signifikantní vliv na kvalitu ovzduší (O3 - zejména titrace, zvýšení u sulfátových aerosolů atd.), kvazilinearita mezi hodnotou emisi a prizemnimi koncentracemi – Zmírnění vlivu městské zástavby na teplotu díky implementaci krajinného rozhraní

Do budoucna: – Simulace pro budoucí dekády (2026-2035 a 2046-2055) pro vliv v budoucnosti – Vyhodnocení radiačních vlivů troposférického ozonu a aerosolů Peter Huszár



Děkuji za pozornost

Vliv města na interakce mezi klimatem a kvalitou ovzduší

Recommend Documents