Modelling the long-range transport, concentrations and deposition of atnospheric pollutants in Poland - applications of the FRAME model

• Autorzy: Kryza M. , Błaś M. , Dore A. J. , Sobik M.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie transportu, koncentracji i depozycji zanieczyszczeń atmosferycznych w Polsce - zastosowania modelu FRAME

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

FRAME (Fine Resolution Atmospheric Multi-pollutant Exchange) is a statistical Lagrangian atmospheric transport model. It has high spatial (5 km x 5 km) and vertical resolution (33 layers). The model was developed in the Centre for Ecology and Hydrology (Edinburgh, U K) and has successfully been used for modelling long-range transport and deposition of atmospheric pollutants. The model is used as a tool to support government policy in assessing the effect of abatement of pollutant gas emissions. The FRAME model has been recently adopted to work for the area of Poland. This study presents the spatial patterns of dry and wet deposition of SOX, NOy and NH, as well as the yearly average air concentrations of SO2, NOx, and NH3 for Poland for the year 2002. The model results are compared with the measurements. The modelled concentrations are found to be in a good agreement with observations, with a determination coefficient around 0.7 for SO2 and NOX. The NH3 concentrations are not routinely measured in Poland, therefore only the spatial pattern of air concentration is presented. FRAME dry and wet deposition of SO2 NOy and NH3 was compared with the EMEP data and the measurement-based estimates provided by the IMWM (wet only). The calculated deposition budgets were found to be in close agreement. Spatial patterns of dry and wet deposition are generally similar to those reported by EMEP and CIEP/IMWM. Because of the higher spatial resolution of the FRAME model, the calculated depositions are locally higher, especially in the mountainous areas where the seeder-feeder effect is incorporated.

PL

FRAME (Fine Resolution Atmospheric Multi-pollutant Exchange) jest statystycznym modelem trajektorii typu Lagrange'a. Główne cechy modelu to duża rozdzielczość pozioma (5x5 km) i pionowa (33 warstwy) przy jednocześnie krótkim czasie wykonania obliczeń (ok. 30 minut). FRAME został pierwotnie opracowany dla obszaru Wielkiej Brytanii przez Centre for Ecology and Hydrology w Edynburgu i jest od kilku lat Ł powodzeniem używany do modelowania transgranicznego transportu i depozycji zanieczyszczeń atmosferycznych. FRAME stanowi narzędzie wspomagające dla podejmowania decyzji ograniczających emisję gazów przemysłowych w Wielkiej Brytanii. W ostatnim czasie FRAME został przystosowany do działania na obszarze Polski. Praca prezentuje mapy średniorocznej koncentracji i rocznej depozycji (suchej i mokrej) tlenków siarki i azotu oraz azotu zredukowanego dla Polski, obliczone na podstawie emisji z 2002 roku. Wyniki działania modelu FRAME zostały porównane z koncentracją SO2 i NOx, zmierzoną w sieci stacji monitoringu jakości powietrza GIOŚ. Stwierdzono dużą zgodność modelu FRAME z pomiarami, wyrażoną współczynnikiem determinacji na poziomie ok. 0,7 (dla obu związków). Ze względu na to, że rutynowe pomiary koncentracji zanieczyszczeń, prowadzone w sieci IOŚ, nie obejmują stężeń NHs, wykonanie podobnej analizy dla amoniaku nie jest możliwe. Bilanse suchej i mokrej depozycji SO2, NOx i NH3 obliczone na podstawie map depozycji uzyskanych za pomocą modelu FRAME, są zbliżone do danych raportowanych przez EMEP i GIOŚ/IMGW (tylko mokra depozycja). Mapy depozycji obliczone modelem FRAME są podobne w ogólnym zarysie do prezentowanych przez dwa pozostałe źródła. Różnią się głównie ze względu na dużą rozdzielczość przestrzenną FRAME, która pozwala uwzględnić procesy działające w małej skali (np. efekt seeder-feeder).

Słowa kluczowe

EN

atmospheric pollution; pollutant concentration; deposition; numerical modelling; FRAME; Poland

PL

zanieczyszczenie powietrza; koncentracja zanieczyszczeń; depozycja; modelowanie numeryczne; FRAME; Polska

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 2, No. 1
• Strony: 47--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kryza M.

• Department of Meteorology and Climatology, University of Wrocław, Kosiby 6/8, 51-670 Wrocław

autor

Błaś M.

• Department of Meteorology and Climatology, University of Wrocław, Kosiby 6/8, 51-670 Wrocław

autor

Dore A. J.

• Centre for Ecology and Hydrology, Edinburgh, UK

autor

Sobik M.

• Department of Meteorology and Climatology, University of Wrocław, Kosiby 6/8, 51-670 Wrocław

Bibliografia

• [1] Abraham J., Berger F., Ciechanowicz-Kusztal R., Jodłowska-Opyd G., Kallweit D., Keder J., Kulaszka W. and Novak J.: Common report on air quality in the Black Triangle Region. 2002. ČHMÙ, WIOŚ, LfUG and UBA Press, 2003.
• [2] Vestreng V.: Inventory Review 2004. Emission data reported to CLRTAP and the NEC Directive. EMEP/EEA Joint Review Report 2006. EMEP/MSC-W Note 1.
• [3] Iversen T.: Modelled and measured transboundary acidifying pollutlon in Europe - verification and trends. Atmos. Environ., 1993, 27A, 889-920.
• [4] Singles R., Sutton M.A. and Weston K.J.: A multi-layer model to describe the atmospheric transport and deposition ofammonia in Great Britain. Atmos. Environ., 1998, 32, 393-399.
• [5] Foumier N., Dore A.J., Vieno M., Weston K.J., Dragosits U. and Sutton M.A.: Modelling the deposition of atmospheric oxidised nitrogen and sulphur to the United Kingdom using a multi-layer long range transport model. Atmos. Environ., 2004,38(5), 683-694.
• [6] Vieno M.: The importance of emission height in an atmospheric transport model. PhD thesis. University of Edinburgh, Edinburgh 2005.
• [7] Dore A.J., Vieno M., Tang Y.S., Dragosits U., Dosio A., Weston K.J. and Sutton M.A.: Modelling the atmospheric transport and deposition of sulphur and nitrogen over the United Kingdom and assessment of the influence of SO2 emissions from International shipping. Atmos. Environ., 2007, 41, 2355-2367.
• [8] Dore A.J., Vieno M., Fournier N., Weston K.J. and Sutton M.A.: Development of a new wind rose for the British hles using radiosonde data and application to an atmospheric transport model. Q.J. Royal. Meteorol. Soc., 2006, 132, 2769-2784.
• [9] EPER: European Pollution Emission Register, 2006, www.eper.cec.eu.int
• [10] Olendrzyński K., Dębski B., Skośkiewicz J., Kargulewicz I., Fudała J., Hławiczka S. and Cenowski M.: Inwentaryzacja emisji do powietrza SO2, NO2, NH3, CO, pyłów, metali ciężkich, NMLZO i TZO w Polsce za rok 2002. Inst. Ochr. Środow., 2004.
• [11] National Statistical Office: Regional Data Bank, 2006, www.stat.gov.pl
• [12] Kryza M.: Zastosowanie GIS do przestrzennego modelowania miesięcznych sum opadu atmosferycznego w Polsce, [in:] Współczesna meteorologia i klimatologia w geografii i ochronie środowiska. Migała K. and Ropuszyński P. (eds.), PTG, Wrocław 2006, 77-87.
• [13] Chief Inspectorate of Environmental Protection: National Monitoring of the Environment, 2006, www.gios.gov.pl
• [14] Błaś M. and Sobik M.: Nalural and human impact on pollutant deposition in mountain ecosystems with the Sudetes as an emmple. Studia Geogr., 2003, 75,420-438.