Tiskane izdaje
Modeliranje širjenja onesnaženosti v ozračju ponazarja dejansko dogajanje v ozračju, ko vanj izpustimo pline ali delce, ki so zaradi sestave ali količine tam tujek. Danes obstajajo dovolj zmogljivi modeli, ki so sposobni ponazoriti dejansko stanje tudi za zahtevne primere nad razgibanim terenom, kjer se pojavljajo zapletene meteorološke razmere. V raziskovalni organizaciji MEIS, d. o. o., so v okviru projekta KOoreg razvili tak modelirni sistem za spremljanje onesnaženosti zraka v Zasavju.
Tudi direktiva EU o kakovosti zunanjega zraka in čistejšem zraku za Evropo, sprejeta leta 2008, uvaja modele kot meritvam vzporeden način nadzora nad onesnaženjem v zraku. Medtem ko so meritve onesnaževal v zraku običajno izvedene le na posameznih točkah – in jih ni mogoče opravljati poljubno gosto po vsem ozemlju – modeli dajejo odgovor v treh dimenzijah prostora in v času o tem, kako se razširi onesnaženje, recimo, iz izpuhov vozil na cestah ali dimnikov zasebnih hiš ali velike industrije. Modeli so za zdaj še precej manj natančni kot meritve, njihova vrednost je predvsem v razumevanju dogajanja in rezultatih za celoten prostor. Še posebej pa je pomembno, da pri modelih lahko razčlenimo, čigav in kolikšen je prispevek k skupni količini oziroma koncentraciji onesnaževala v zraku v določenem delu prostora (celici v 3D mreži), če seveda vemo, kje so viri tega onesnaževala in kakšni so. Pri meritvah, nasprotno, tega (vzvratne razčlenitve) načeloma ne moremo narediti za, recimo, SO2, NO2 ali ozon, lahko pa v laboratoriju analiziramo prah v zraku in po njegovi sestavi delno sklepamo na možne vire. Uvodoma omenjeni modeli torej omogočajo razumevanje dogajanja v naravi, ponazoritev dejanskega stanja, to pa je seveda podlaga za ukrepanje oziroma za zmanjšanje onesnaženosti ozračja. Z njimi lahko tudi vnaprej preigramo scenarije, katero zmanjšanje katerega vira nam bo v končni sliki onesnaženja ozračja na posameznem področju prineslo želeni učinek.
Široka uporabnost
Kot pravi raziskovalka in direktorica družbe MEIS dr. Marija Zlata Božnar, so letos po treh letih (šlo je za razpis ARRS in financiranje v vrednosti 150 tisoč evrov) uspešno zaključili projekt KOoreg; ime ponazarja modelirni sistem za kontrolo onesnaženja ozračja v regiji, tako da je njegov aplikativni del zdaj uporaben za reševanje marsikaterih slovenskih problemov z onesnaženim ozračjem.
Kot dobri poznavalci onesnaženja ozračja v Sloveniji so si kot pilotno ciljno območje izbrali Zasavje, ki je tudi zdaj, ko je projekt končan, še vedno eno najbolj perečih območij. »Naš cilj je bil zgraditi modelirni sistem, ki bo v realnem času, v fini krajevni in časovni ločljivosti podal rekonstrukcijo dejanskega onesnaženja v ozračju in dodatno še napovedal, kakšno bo stanje ob predvideni konstantni emisiji onesnaževal čez dan ali dva. Pri tem pa naša naloga ni bila zgraditi modelov samih, temveč rešiti vse probleme, ki so povezani z izbiro prave metodologije in njeno prilagoditvijo na izredno zahtevne meteorološke razmere nad zasavskim kanjonom Save in sosednjimi dolinami in hribi,« pojasnjuje vodja projekta dr. Primož Mlakar.
Najprej so morali pridobiti ustrezno 3D meteorološko sliko. Nad tako zahtevnim terenom so se morali opreti na več talnih merilnih postaj (na srečo jih je tam devet), dobro porazdeljenih po domeni (izbrali so si območje 20 x 20 km, s središčem v TET, v vodoravni ločljivosti 200 m). Ker je bilo za razgibani teren to še vedno premalo, so postavili še svoj prognostični vremenski model v vodoravni ločljivosti 4 km in z zajemom podatkov vsake pol ure (uporabili so ameriški model WRF, ki je eden najnovejših in najboljših vremenskih modelov za regionalno prognoziranje) in ga uskladili s profilom nad Zasavjem. Za sam model širjenja onesnaženja v ozračju pa so uporabili zelo zmogljiv numerični Lagrangeev model delcev (SPRAY, proizvajalec italijansko podjetje Arianet). Pri validaciji tega modela za razgiban teren namreč raziskovalci družbe MEIS sodelujejo že dve desetletji; uspešno so ga validirali na območju Šoštanja in Zasavja. Kot pravi dr. Mlakar, je v svetu malo sistemov, ki bi delovali nad tako zahtevnim terenom v tako fini resoluciji. Je pa res, da drugod velikih industrijskih objektov praviloma ne postavljajo na tako kompleksnem terenu, kot sta Šaleška dolina in Zasavje.
Sodeluje vsa zasavska industrija
V tako zgrajeni sistem so vključili vso največjo zasavsko industrijo; za zdaj še prek tako imenovane nazivne emisije, saj za on line merjene emisije »čas očitno še ni dozorel«. Dodatno so ocenili še emisije iz prometa in iz lokalnih kurišč. Raziskovalci se zavedajo, da bi morali te vhodne podatke izboljšati, vendar je, kot pravijo, izdelava teh katastrov pri nas na državni ravni v zamudi.
V tem mozaiku pa je manjkal še en kamenček – namreč, kolikšen je delež pri posameznem onesnaževalu, ki ga Zasavje »uvozi« od drugod, tudi čezmejno, saj ozračje nima meja. Za te podatke so se povezali z Arianetovim projektom Quallearia, kjer modelirajo onesnaženje nad Italijo in nekaj sosednjimi državami.
Modelirni sistem KOoreg tako za izbrano območje Zasavja za splošno rabo na spletu prikazuje diagnozo in dvodnevno prognozo onesnaženja s SO2, NO2 in trdnimi delci (PM10); kot 2D slike nad izbranim območjem (prikazujejo onesnaženje v talni plasti, kjer se večinoma gibljejo ljudje), kot filmčke teh slik za dva dni in prispevke posameznih virov na posameznih merilnih lokacijah, vse v korakih po pol ure. Slike so prikazane kot prispevki posameznih industrijskih virov in potem še kot celota, ki vključuje tudi promet ter lokalna kurišča. Prav tako je pomembna predstavitev prognoze vseh teh onesnaževal in ozona čez vso državo, kar je prva taka predstavitev v realnem času pri nas.
Modelirni sistem je za zdaj namenjen obveščanju prebivalcev Slovenije o dejanskem stanju onesnaženja ozračja in o napovedi za naslednji dan. Rezultati so že več kot leto dostopni na spletnem naslovu www.kvalitetazraka.si.
Tudi zmanjševanje onesnaženja
Poleg tega so zgradili orodja, ki omogočajo preigravanje scenarijev o zmanjševanju posameznih emisij iz posameznih ali porazdeljenih virov in o učinku tega zmanjševanja na končno sliko onesnaženja ozračja v regiji. S prognozo pa lahko v realnem času opozarjajo, kdaj bi bilo smiselno kratkoročno zmanjšati posamezni vir (ali vire), da bi bilo onesnaženje zraka manjše, predvsem kadar bi grozilo prekoračenje mejnih ali alarmnih vrednosti.
Tako, torej s preigravanjem scenarijev in kontrolo v realnem času ter napovedjo z alarmiranjem, bi bilo mogoče nadzorovati oziroma zmanjševati čezmerno onesnaženje, kar je v Zasavju problem predvsem za delce PM10 v ozračju, tako kot v še kar nekaj slovenskih mestih in regijah; tak celovit pristop uporabljajo že marsikje v tujini.
»Čeprav so projektu naklonjeni vsi zasavski župani, ga že približno pol leta izvajamo na lastne stroške, upamo pa, da bo za vpogled v dejansko stanje onesnaženja ozračja nad Zasavjem še naprej vladalo zanimanje,« pravi dr. Božnarjeva.
