Légszennyezettség előrejelző rendszer kifejlesztése légköri vízaeroszol kölcsönhatások figyelembevételével

Az OMSZ munkatársak projektben elért eddigi eredményei

(frissítve: 2021. szeptember)


Az Országos Meteorológiai Szolgálat projektben való szerepének meghatározó eleme volt egy olyan nagy teljesítményű szuperszámítógép beszerzése, amely alkalmas platformot jelent a légköri folyamatokat leíró numerikus modell, a WRF futtatására. Az elhúzódó beszerzés kompenzálására a projekt első felében az OMSZ egyik szerverén folytak a numerikus kísérletek, majd a 2020-as installációt követően az új szerver került használatba. Valamennyi tervezett kutatási és operatív szegmens megvalósult.

A projekt 1.2. részfeladata során WRF modellkísérletek történtek a valós időjárási helyzetben lezajló ködkialakulási és ködfelbomlási folyamatok rövid és hosszú hullámú sugárzási körülményeinek feltárására. Számos esettanulmány eredményeként sikerült meghatározni azokat a parametrizációs beállításokat, amelyekkel legpontosabban szimulálhatóak a sugárzási és advekciós ködök kialakulása. Jelenleg is folynak munkák a ködfelszakadási folyamatok pontosabb leírására.

A projekt 1.2 és 2.2. részfeladata során a határréteg (PBL) folyamatok és a talajállapotok valamint felszíni fluxusok ködös helyzetekben való szerepének feltárása történt. A részfeladat során sikerült megtalálni azt a PBL-parametrizációs eljárást (TKE sémát) amely a leghatékonyabban alkalmazható. Ugyancsak sikerült olyan talajnedvesség-analízis eljárást is bevezetni, amely a ködös helyzetek modellezésére a legalkalmasabb. Ez a szegmens kutatási szempontból kompaktnak tekinthető.

A projekt 2.1 részfeladata során a ködös helyzetek szinoptikus körülményeinek vizsgálata történt. Egyértelműen sikerült behatárolni azokat a Péczely-féle osztályokat amelyek a hosszú ködös helyzetekért felelősek, illetve esettanulmányokon keresztül feltárni a különböző szinteken lejátszódó advekciós folyamatok szerepét. A vizsgálatok eredményeiről kiadvány készül.

3.1 részfeladat megvalósítása során meghatározásra került, hogy a határon túli források milyen mértékben járulnak hozzá Magyarország, valamint Budapest levegőminőségének alakulásához. Elmondható, hogy éves átlagban a nagytávolságú transzport hatása Budapest és a környező települések esetében nagyobb, mint 50%, az ország egészét tekintve pedig több, mint 70%. Ennek a vizsgálatnak az eredményét a International Journal of Environment and Pollution nemzetközi folyóiratban publikáltuk Effect of the long-range transport on the air quality of greater Budapest area címen. Magyarországon elsősorban az őszi és a téli félévben figyelhető meg PM10-hez köthető szmog kialakulása, egészségügyi határérték túllépés. Sok esetben ezek a szmogos helyzetek speciális meteorológiai helyzetekhez kapcsolhatók, mikor mind a horizontális, mind pedig a vertikális irányú átkeveredése a légkörnek nem jelentős. Elsősorban télen ezekben a meteorológiai helyzetekben a levegő hőmérséklete nagyon alacsony (sok esetben -10 ⁰C alatti), amely növeli a lakossági fűtésből származó PM10-kibocsátást. Ezekben a szmogos helyzetekben nem a nagytávolságú transzport szerepe a meghatározó, hanem a helyi meteorológiai viszonyok, amelyek láthatóan összetett módon és kedvezőtlenül hatnak a levegőminőség alakulására. Ebben a témában végeztük el Budapest, Pécs és Miskolc állomásain mért PM10 adatok komplex statisztikai vizsgálatát. A vizsgálat eredményét az Aerosol and Air Quality Research nemzetközi folyóiratban publikáltuk Long-term Characterization of Urban PM10 in Hungary címmel.

A 3.2 részfeladatban a CHIMERE kémiai transzport modellt sikeresen adaptáltuk a ventus elnevezésű szuperszámítógépre. Elvégeztük a modell érzékenységi vizsgálatát, melynek célja azoknak a meteorológiai paramétereknek a meghatározása volt, amelyek a hideglégpárnás helyzetekben kialakuló magas PM10 koncentráció előrejelzését alapvetően befolyásolják. Az érzékenységi vizsgálat eredményei Homolya Emese doktori disszertációjában lettek publikálva. Homolya Emese doktori védésére 2021. április 19-én online formában került sor. A disszertáció címe: A levegőminőség várható alakulásának vizsgálata újgenerációs diszperziós modellek alkalmazásával. Az érzékenységi vizsgálat témáját folytatva elkészült egy cikk, amely az Időjárás folyóirathoz lett benyújtva (Effect of the uncertainty in meteorology on air quality model predictions).

3.3. részfeladathoz kapcsolódóan a 2017. január végi szmoghelyzetre végzett esettanulmányunkban kiválasztott pontokon megvizsgáltuk a mért és a modellezett PM10 értékek egymáshoz képesti viszonyát. Eredményeinkből azt a következtetést vontuk le, hogy bizonyos speciális időjárási helyzetekben – mint amilyenek a hideglégpárnás időjárási helyzetek is – a modell jelentősen alulbecsülheti a valós koncentrációkat. Eredményeinket a HARMO19 konferencia proceedings kötetében publikáltuk Evaluation of the performance of CHIMERE chemical transport model in fog situations over Hungary címen.