Wyznaczanie stężenia oraz depozycji NH_x w Polsce za pomocą modelu FRAME

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

Warianty tytułu

EN

Modelling of ammonia concentrations and deposition of reduced nitrogen in Poland with the FRAME model

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Skuteczne zmniejszenie emisji tlenków siarki i azotu w Europie doprowadziło w ostatnich latach do zwiększenia względnego udziału amoniaku w zakwaszeniu i eutrofizacji środowiska przyrodniczego. W pracy zaprezentowano wyniki modelowania rozkładów przestrzennych stężenia oraz depozycji suchej i mokrej amoniaku w Polsce w rozdzielczości 5x5 km. W tym celu zastosowano brytyjski model FRAME, który w ostatnich latach jest przystosowywany do pracy w warunkach polskich. FRAME jest modelem typu Lagrange'a, cechującym się dużą rozdzielczością pionową (33 warstwy) oraz przestrzenną (5x5 km). Walidację modelu w odniesieniu do stężenia i depozycji NH_x przeprowadzono na podstawie pomiarów punktowych oraz przez porównanie bilansu depozycji z innymi dostępnymi źródłami danych: EMEP (European Monitoring and Evaluation Program), IOŚ i IMGW. Stwierdzono dużą zgodność wyników uzyskanych za pomocą modelu FRAME z dostępnymi danymi pomiarowymi. Bilans depozycji suchej i mokrej NH_x dla Polski, obliczony na podstawie danych uzyskanych za pomocą FRAME, jest zbliżony do podawanego przez EMEP i GIOŚ. Zaprezentowane w pracy wyniki badań wykazują także konieczność poprawy niektórych parametrów w polskiej wersji modelu FRAME. Dotyczy to szczególnie procesu seeder-feeder, którego efektywny wpływ na wielkość mokrej depozycji zmienia się przestrzennie.

EN

Over the last ten years the acid and nitrogen deposition have decreased in Poland as a result of decreased emissions. However, the relative contribution of ammonia deposition shows an increasing trend. To support the national monitoring of ammonia concentration and deposition of reduced nitrogen, numerical models have been developed. Here, the gridded emissions and meteorological data for 2002 were applied to estimate the concentration and deposition of NH_x for Poland with the FRAME model (Fine Resolution Atmospheric Multi-pollutant Exchange model). FRAME is a Lagrangian model with high spatial (5 x 5 km) and horizontal resolution (33 layers) and was originally developed for the United Kingdom. Because of its high spatial resolution, the model considers the seeder-feeder effect (the washout of polluted hill cloud droplets by raindrops from upper layers), which is largely responsible for enhanced wet deposition over mountainous areas. FRAME results were compared with available data from the monitoring sites and with the EMEP and IMGW/IOŚ estimates of wet and dry deposition. The results show close agreement with measurements (with R² of 0.71 for wet deposition). Due to the fine spatial resolution of the FRAME model, the spatial distribution of NH₃ concentration and NH_x deposition shows a complex pattern which can not be noticed in the coarser resolution EMEP model. The FRAME national deposition budget is in close agreement with the EMEP and IMGW estimates. The modelled reduced nitrogen wet deposition is overestimated in the Tatra Mts. This is because of the more continental climate and the seeder-feeder process being less effective, if compared with the UK. This suggests that the efficiency of the seeder-feeder effect, included into the model, should vary spatially.

Słowa kluczowe

PL

amoniak; depozycja zanieczyszczeń; model FRAME; Polska; stężenie zanieczyszczeń

EN

ammonia; FRAME model; Poland; pollutant deposition

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie
• Rocznik: 2007
• Tom: T. 7, z. 2a
• Strony: 219--230
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kryza M.

autor

Błaś M.

autor

Dore A. J.

autor

Sobik M.

• Uniwersytet Wrocławski, Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego, Zakład Meteorologii i Klimatologii, ul. Kosiby 8, 51-670 Wrocław; tel. [phone],

Bibliografia

• ABERT K., BUDZIŃSKI K., JUDA-REZLER K., 1994. Regional air pollution models for Poland. Ecol. Eng. 3 s. 225-244.
• Bank danych regionalnych, 2006. www.stat.gov.pl.
• BARRETT K., SELAND O., 1995. European transboundary acydifying air pollution - Ten years calculated field and budgets to the end of the first Sulphur Protocol. EMEP 1/95. Oslo: Norw. Meteorol. Inst.
• BUETTNER G., FERANEC J., JAFFRAIN G., 2002. Corine land cover update 2002. Technical guidelines. Copenhagen: EEA ss. 56.
• DORE A.J., CHOULARTON T.W., FOWLER D., 1992. An improved wet deposition map of the United Kingdom incorporating the topographic dependence of rainfall concentrations. Atmos. Env. 26A s. 1375-1381.
• DORE A.J., SOBIK M., MIGAŁA K., 1999. Patterns of precipitation and pollutant deposition in the Western Sudety Mountains, Poland. Atmos. Env. 33 s. 3301-3312.
• DORE A.J., THEOBALD M.R., KRYZA M., VIENO M., TANG S.Y., SUTTON M.A., 2007. Modelling the dispersion of reduced nitrogen at different scales in the United Kingdom. 29th Int. Tech. Meet. Air Pollut. Modell. Appl. 24-28.10.2007, Aveiro, Portugal (w druku).
• DRAGOSITS U., SUTTON M.A., PLACE C.J., BAYLEY A., 1998. Modelling the spatial distribution of ammonia emissions in the United Kingdom. Env. Pollut. 102(S1) s. 195-203.
• EMEP, 2006. www.emep.int.
• FOURNIER N., TANG Y.S., DRAGOSITS U., KLUIZENAAR Y., SUTTON M.A., 2005a. Regional atmospheric budget of reduced nitrogen over the British Isles assessed using a multi-layer atmospheric transport model. Water Air Soil Pollut. 162 s. 331-351.
• FOURNIER N., WESTON K.J., DORE A.J., SUTTON M.A., 2005b. Modelling the wet deposition of reduced nitrogen over the British Isles using a Lagrangian multi-layer atmospheric transport model. Quarter J. Royal Meteorol. Soc. 131 s. 703-722.
• JUDA-REZLER K., 2006. Oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza na środowisko. Warszawa: OWP ss. 244.
• KRYZA M., 2006. Zastosowanie GIS do przestrzennego modelowania miesięcznych sum opadu atmosferycznego w Polsce. W: Współczesna meteorologia i klimatologia w geografii i ochronie środowiska. Pr. zbior. Red. K. Migała, P. Ropuszyński. Wrocław: PTG s. 77-87.
• MARKIEWICZ M.T, 2004. Podstawy modelowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym. Warszawa: OWP ss. 359.
• Monitoring jakości powietrza, 2006. www.gios.gov.pl
• OLENDRZYŃSKI K., DĘBSKI B., SKOŚKIEWICZ J., KARGULEWICZ I., FUDAŁA J., HŁAWICZKA S., CENOWSKI M., 2004. Inwentaryzacja emisji do powietrza SO2, NO2, NH3, CO, pyłów, metali ciężkich, NMLZO i TZO w Polsce za rok 2002. Warszawa: PIOŚ ss. 103.
• PIETRZAK S., 2006. Metoda inwentaryzacji emisji amoniaku ze źródeł rolniczych w Polsce i jej praktyczne zastosowanie. Woda Środ. Obsz. Wiej. t. 6 z. 1 (16) s. 319-334.
• Raport Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Lublinie. Raport o stanie środowiska województwa lubelskiego w roku 2001, 2002. www.wios.lublin.pl.
• SAPEK A., 1995. Emisja amoniaku z produkcji rolnej. Post. Nauk Rol. 2 s. 3-23.
• SINGLES R., SUTTON M.A., WESTON K.J., 1998. A multi-layer model to describe the atmospheric transport and deposition of ammonia in Great Britain. Atmos. Env. 32 s. 393-399.
• SUTTON M.A., 2006. Atmospheric ammonia: Detecting emission changes and environmental impacts. UNECE Expert Workshop on Ammonia, Leith, Edinburgh 2-6 XII 2006: www.ammonia-ws.ceh.ac
• TARRASON L., SCHAUG J., 2000. Transboundary acidification and eutrophication in Europe. EMEP summary report CCC and MSCW, Oslo.
• The European Pollutant Emission Register, 2004. http://eper.ec.europa.eu
• Transboundary air pollution: acidification, eutrophication and ground-level ozone in the UK. 2001 Edinburgh: NEGTAP DEFRA, ss. 314.