Pozdravljen Luka in čestitke ob zaključku študija. Tema tvoje magistrske naloge spada na področje širjenja onesnaženja v ozračju. Naslov naloge je “Vpliv vertikalne turbulentne difuzije v modelu CAMx na izračunane koncentracije onesnaževal”. Nalogo si opravil pod mentorstvom prof. Nedjeljke Žagar (FMF) in somentorstvom dr. Rahele Žabkar (ARSO).
Prosim da na kratek in poljuden način predstaviš ozadje in raziskovalno vprašanje tvoje naloge.
Glavni problem oz. cilj moje magistrske naloge je bil ugotoviti, kako različni opisi turbulentnega mešanja vplivajo na rezultate računalniških simulacij širjenja onesnaženja v ozračju.
Koncentracije onesnaževal v zraku so odvisne od količine in vrste izpustov iz različnih virov onesnaževal (npr. industrija, promet, …), precejšen vpliv pa imajo tudi meteorološki pogoji, t.j. porazdelitev temperature, vlage, vetra in padavin v času in prostoru. Pomemben meteorološki proces, ki vpliva na koncentracijo onesnaževal, pa je tudi turbulentno mešanje oz. turbulenca v spodnjem sloju ozračja. Turbulenco sestavljajo različno veliki vrtinci, ki se najpogosteje pojavljajo blizu tal in se ves čas spreminjajo. Procesi v ozračju na različne načine vplivajo na to, kako se onesnaževala v ozračju prenašajo, sodelujejo v kemijskih pretvorbah, ter izločajo oziroma ponovno vnašajo v ozračje. Vse te procese pa v računalniških simulacijah za napoved koncentracije onesnaževal zraka opišemo s pomočjo enačb ki bazirajo na poznavanju fizikalnih in kemijskih procesov.
Zaradi zapletene narave turbulence, pa je le-to v računalniških simulacijah težko natančno opisati. Zato se pri opisu turbulence vedno morajo uporabiti določene predpostavke oz. približki. Ti približki pa običajno temeljijo na eksperimentalnih izračunih, ki jih raziskovalci izvajajo vsak na svoj način. Tako obstaja precej različnih načinov, kako lahko turbulenco opišemo.
V okviru moje magistrske naloge sem preizkusil in primerjal rezultate 10 različnih načinov opisa turbulence. Simulacije so bile narejene z modelom CAMx, ki se na ARSO uporablja za izračun napovedi onesnaženja. Vse rezultate sem potem primerjal tudi z dejansko izmerjenimi vrednostmi koncentracij onesnaževal na merilnih postajah po Sloveniji. Z uporabo različnih statističnih metod sem potem poskušal ugotoviti, kateri način se izkaže kot najbolj uspešen.
Kakšni pa so glavni rezultati in ugotovitve do katerih si prišel?
Glavni ugotovitvi sta predvsem dve. Na veliko lokacijah model CAMx pogosto napove premajhne koncentracije onesnaženja, kar je verjetno predvsem posledica dejstva da model ne more realistično upoštevati precej razgibanega reliefa Slovenije in dejstva, da model ponekod vire onesnaževal (emisije) lahko precej podceni. Navkljub temu pa pride do nekaterih razlik v uspešnosti različnih opisov turbulence. Za najboljšega se je izkazal kar opis, ki v splošnem določuje najbolj intenzivno turbulentno mešanje.
Ta način opisa turbulence, pa se je prav tako izkazal tudi kot boljši od trenutno uporabljenega načina v modelu CAMx, zato se bo dosedanji način v prihodnosti nadomestil s tem novim, s čimer se bo tudi uspešnost napovedi z model CAMx nekoliko izboljšala.
Hvala za odgovore in veliko sreče še naprej
Povezava na PDF magistrske naloge.
Intervju izvedel: doc. dr. Gregor Skok
