Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Niektóre dane o występowaniu całodziennych warstw inwersyjnych w atmosferze Krakowa i uwarunkowania tego zjawiska

Walczewski J.

Przegląd Geofizyczny

|

2009

|

Z. 3-4

183-191

PL

W pracy wykorzystano dane ciągłego akustycznego sondażu dolnej warstwy atmosfery nad Krakowem w latach 1994–2005 (bez lat 1995 i 2002, w których ciągłość obserwacji była niepełna). Na podstawie danych sodarowych określono liczby dni z całodziennymi dolnymi inwersjami w poszczególnych latach (rys. 1) i w miesiącach tych lat (tab. 1). Wobec obserwowanej dużej zmienności tych liczb porównano je z przebiegiem aktywności słonecznej (rys. 1) oraz z występowaniem różnych typów cyrkulacji atmosferycznej (podzielonych na 10 rodzajów przez T. Niedźwiedzia). W typach tych wyróżniono 3 grupy: 1) wykazujące dużą zmienność w badanym okresie (rys. 3), 2) wykazujące małą zmienność (rys. 4), i grupę pośrednią (rys. 4). Najwyższe liczby dni z inwersjami występowały przy typach cyrkulacji nr 5, 9, oraz 4 i 10. Dane te mogą być użyteczne dla prognozowania warunków sprzyjających wzrostowi zanieczyszczenia powietrza w mieście.

EN

The work is based on the data from the continuous acoustic sounding of the lower atmospheric layer over Cracow in the years 1994–2005 (without years 1995 and 2002 in which the continuosity of observations was not full). On the basis of sodar data it was possible to determine the numbers of days with all-day lasting inversions in the individual years (Fig. l) and in the months of these years (Tab. 1). Considering the observed great variability of these numbers, they have been compared with courses of Solar activity (Fig. 1) and with the appearance of the different types of atmospheric circulation (divided into 10 types by T. Niedźwiedż). Among these types 3 groups have been indicated: the types showing high variability in the period analysed (Fig. 3), the types with low variability (Fig. 4), and those showing average characteristics. The highest numbers of the days with inversions were connected with circulation types No. 5 and 9, and No. 4 and 10. These data may be useful in forecasting the conditions, stimulating the air pollution growth in the city.

2

Sojusz meteorologii z techniką jako siła napędowa rozwoju badań atmosfery (na przykładzie historii b. Zakładu Teledetekcji Atmosfery IMGW)

Walczewski J.

Przegląd Geofizyczny

|

2008

|

Z. 1

55-71

PL

Problem zawarty w tytule został przedstawiony na przykładzie prac grupy badawczej Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej (do 1973 r. Państwowego Instytutu Hydrologiczno-Meteorologicznego) w latach 1961-2006. Grupa ta została zorganizowana w roku 1961 w celu uruchomienia obserwacji wiatrów stratosferycznych z zastosowaniem rakiet meteorologicznych. Rakiety zostały opracowane przez omawianą grupę we współpracy z Instytutem Lotnictwa, który następnie produkował te rakiety w latach 1965-1970. W okresie tym 177 rakiet typu "Meteor-1" zostało użytych do sondażu stratosfery na wysokościach 30-37 km. Rakiety były wystrzeliwane z wybrzeża Bałtyku, dostarczając danych o sezonowych zwrotach wiatrów stratosferycznych mogących przynosić produkty eksplozji jądrowych dokonywanych wówczas w atmosferze. Rakiety "Meteor-2" (o pułapie lotu 90 km) i "Meteor-3" (pułap lotu 70 km) zostały skonstruowane i wypróbowane w locie w latach 1968-1974, ale nie zostały wykorzystane do sondaży, ponieważ sondaże te zostały wstrzymane w r. 1974. Ta sama grupa badawcza złożona z meteorologów oraz fizyków, elektroników i inżynierów-mechaników zbudowała pierwszą w Polsce stację odbioru danych z satelitów meteorologicznych. Stacja ta uruchomiona w 1963 r.od roku 1967 podjęła regularną służbę dostarczającą meteorologom dane satelitarne. Omawiana grupa opracowała również 2-kanałowy radiometr, który służył w latach 1972-1980 do lotniczych obserwacji dużych obszarów leśnych. Uzyskiwane dane radiometryczne były interpretowane jako charakterystyki fizjologiczne lasów. Następnym osiągnięciem grupy stało się opracowanie LIDARu do laserowego sondażu atmosfery (1977) oraz SODARu do sondażu akustycznego (1979). Z urządzeń tych korzystano do sondażu warstwy granicznej atmosfery (WGA) w badaniach zanieczyszczenia atmosfery. Charakterystyki WGA, takie jak: głębokość warstwy mieszania, stan równowagi atmosfery oraz profile prędkości i kierunków wiatru były badane w ich zmienności dobowej, sezonowej i wieloletniej, prowadząc do badań klimatu WGA oraz klimatycznych zmian warunków dyspersji zanieczyszczeń powietrza. W latach 1981-2000 grupa stosowała dwa spektrometry korelacyjne (pochodzenia zagranicznego) do badań przepływów zanieczyszczeń gazowych (S02 i N02) w Polsce Południowej. Działania te rozszerzono na określanie głębokości mieszania tych gazów w atmosferze. SODAR, DOPPLER SODAR (pomiary wiatru) i LIDAR od 1990 r. znalazły się na wyposażeniu Centralnej Stacji Obserwacyjnej w Krakowie. Wszystkie opisane dokonania osiągnięto dzięki bliskiej współpracy specjalistów z dziedzin meteorologii, fizyki, elektroniki i mechaniki.

EN

The problem formulated in the title is illustrated by some works of a research group in the Institute of Meteorology and Water Management (before 1973 the Institute of Hydrology and Meteorology), in the years 1961-2006. The research group was organized in 1961 in order to put in operation the observations of Stratospheric winds wit use of meteorological rockets. The rockets were developed by the group in cooperation with the Institute of Aviation, which was then producer of these rockets in the years 1965-1970. In these years 177 rockets of the type Meteor-1 have been used for sounding of the Stratosphere on the heights 30-37 km. The rockets were fired from the shore of the Baltic Sea, giving the data on the seasonal reversals of Stratosperic winds which could transport products of nuclear expolosins made at that time in the atmosphere. Rockets Meteor-2 (ceiling 90 km) and Meteor-3 (ceiling 70 km) have been developed and flight-tested in the years 1968-1974, but they were not used operationally because the rocket soundings in Poland have been stopped in the year 1974. The same research group composed of the meteorologists and specialists in the physics, electronics and mechanical engineering, have built the first in Poland satellite data receiving station, put in operation in 1963, and since 1967 in regular service for supply of data from meteorological satellites. The same group developed a 2-channel radiometer which has been used in the years 1979-1980 for aircraft observations of the big forest areas, for studies of their radiometric characteristics transated to characteristics of the trees physiology. The next achievements of the group were the developments of LIDAR for laser soundind of the atmosphere (1977) and SODAR for acoustic sounding (1979). They were used for the sounding of the Atmospheric Boundary Layer (ABL) in connection with air-pollution problems. Characteristics of the ABL, like mixing depth, atmospheric stability, and wind profiles were studied, in their diurnal variation, as well as in their seasonal and multi-annual changes, leading to studies of ABL climate and climatic changes of the air pollution dispersion characteristics. In the years 1981-2000 the group was applying two mobile correlation spectrometers of foreign production for investigations of air polluting gases (S02 and N02) transport in Southern Poland. These activities have been applied, too, for studied gas mixing in the ABL. SODAR, DOPPLER SODAR and LIDAR were used since 1990 in the Central Observing Station in Cracow. All these achievements described in paper were created thanks to the close cooperation between specialists in meteorology and specialists in physics, electronics, and mechanical technology.

3

Meteorologiczne i klimatyczne warunki rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń powietrza

Walczewski J.

Przegląd Geofizyczny

|

2005

|

Z. 3-4

177-193

EN

In the paper author discusses generally the meteorological factors influencing the dispersion of air pollution in the atmosphere, and then - more detailly - makes a look on the meteorological parameters, on which the dispersion conditions are depending: atmospheric stability, wind speed, mixing layer depth and precipitation. Each of these parameters has its own time variability, which has been shortly discussed and illustrated with some examples of the results of observations made in Cracow, especially those obtained with use of remote-sensing (sodar, lidar). Then, two indices of the long-time variability of dispersion conditions have been introduced: the annual numbers of the days with ground-based inversion at noon, and the "days with bad ventilation conditions" (ground-based inversion, wind speed below 2 m/s, no precipitation - all these conditions present at noon). Variability of these indices in Cracow in a 14-years period is shown. In the next paragraph the large-scale conditions of pollution dispersion are discussed: the long-range (100-200 km) transport of emissions from industry and power plants and the physical-chemical transformations of pollutants in the atmosphere. Some examples of the long-range pollution migrations in Southern Poland, observed by satellites and by mobile correlation spectrometers, are mentioned. In conclusion the importance of the studies of dispersion climate is underlined.

4

Development trends of air-pollution warning systems.

Walczewski J.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2000

|

Vol. 35, nr 2

11-22

EN

General scheme of the structure of air pollution warning system is presented and discussed. Three main functions of the system are discerned: recognition of the situation (monitoring) - hazard assessment - response to hazard. The components of the system are developing in close relation to these basic functions and are oriented on the improvement of the methods used for fulfillment of the functions. On this background, short history is presented of air-pollution warning systems in Poland. They were developed mainly in the Cracow-Silesian Region during past 10 years, combining the automatic pollution measuring networks, pollution forecasts, and decision algorithms. The response to the hazard has the form of public information, and - in some cases - pollution abatement on the basis of consensus. The pollution warning systems are now confronted with new challenges, whose main components are: necessity of extension of monitoring and warning systems to much bigger areas than ealier; evolution of air pollution character - disappearing of some kinds of pollutants and advent of new ones; new problems connected to chemical disasters; growing role of forecasting and early warning. The tools which are being developed in order to cope with new problems are discussed in relation to 3 groups of tasks: (a) The assessment of concentration fields in bigger areas needs further development of pollution modelling and application of complementary systems, like models corrected by the data from point measurements or point forecasts; (b) The pollution forecasting can be extended to bigger areas with use of new-generation models; (c) The diagnosis and forecasting of dispersion, conditions may be very helpful in warning systems - there are some new approaches in this area, like application of composite indices of dispersion conditions, application of data from meteorological mezoscale models, application of artificial neuron networks, and nowcasting supported by operational sodar observations of the boundary layer structures. The Institute of Meteorology and Water Management has some amount of experience in these areas. The reference list comprises 24 entries.

PL

Przedstawiono i omówiono ogólny schemat systemu ostrzegania przed zanieczyszczeniem powietrza. Wyróżnione zostały trzy główne funkcje systemu: rozpoznanie sytuacji (monitoring) - ocena zagrożenia - reakcja na zagrożenie. Elementy systemu rozwijane są w ścisłej relacji do tych funkcji podstawowych i z nastawieniem na doskonalenie metod realizacji tych funkcji. Na tym tle przedstawiono zarys historii polskich systemów ostrzegania przed zanieczyszczeniem powietrza. Rozwój tych systemów nastąpił w ciągu ostatnich 10 lat głównie w rejonie Krakowsko-Śląskim. W systemach tych połączono sieci automatycznych pomiarów zanieczyszczeń, systemy prognozowania zanieczyszczeń i algorytmy decyzyjne dla realizacji funkcji ostrzegania. Reakcja na zagrożenie polega na informacji publicznej oraz - w niektórych przypadkach - na ograniczaniu emisji na podstawie ugody z przedsiębiorstwami emitującymi. Systemy ostrzegania stają obecnie wobec nowych wyzwań, wyrażających się w: potrzebie rozszerzania systemów monitoringu i ostrzegania na większe obszary; w zmianach charakteru zanieczyszczeń - zanikania pewnych rodzajów i pojawiania się nowych; w nowych problemach, związanych z katastrofami chemicznymi; w rosnącym znaczeniu prognozowania i wczesnego ostrzegania. Narzędzia, które są rozwijane dla sprostania powyższym nowym problemom, omówiono w odniesieniu do trzech grup zadań: (a) Oceny obszarowej pól zanieczyszczeń, co wymaga dalszego rozwoju modelowania imisji oraz zastosowania systemów komplementarnych, jak np. modele korygowane danymi z pomiarów lub prognoz punktowych; (b) Rozciągnięcie prognozowania zanieczyszczeń na większe obszary może być realizowane za pomocą modeli nowej generacji; (c) Diagnoza i prognoza warunków dyspersji może być pomocna w spełnianiu zadań systemów ostrzegawczych - są w tej dziedzinie nowe podejścia metodyczne, jak wprowadzenie kompleksowych wskaźników warunków dyspersji, wykorzystanie danych z meteorologicznych modeli mezoskalowych, zastosowanie sztucznych sieci neuronowych oraz prognoza sytuacji bieżącej na podstawie ciągłych obserwacji sodarowych struktur warstwy granicznej atmosfery. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej ma doświadczenie w tych dziedzinach. Podano odniesienia do literatury, obejmującej 24 pozycje.

5

Areosol layers in the atmosphere observed by vertical-sounding lider as an indication of mixing layer height - comparison with acoustic sounding data.

Walczewski J., Bielak A., Kaszowski W.

Optica Applicata

|

1999

|

Vol. 29, nr 4

449-459

EN

The main objective of the study was to compare the height to which aerosols are mixed with the vertical range of turbulet processes that may be responsible for mixing. The aerosol mixing height was determined by lider sounding of the atmosphere, the vertical range of turbulent process was estimated on the basis of the analysis of acoustic echoes obtained by means of acoustic (sodar)sounding of the Atmospheric Boundary Layer (ABL). Data from 344 observation hours (parallei lider and sodar soundings) are analysed. In addition, some data on the SO2 - mixingheight (compared with lider and sodar data) were taken into account. The analysis is made separately for two kinds of ABL structures, differing in their physical characteristics: convective structure and stable (inversion) structures. For both cases, the relative indices representing the relation of lider to sodar estimations of mixing height are characterized by some distribution of values. This distribution suggests the existence of a combination of physical factor creating the aerosol mixing layer. In this combination of factors, the contribution of such processes like vertical motions generated by convection turbulence generated by gravitational waves, turbulence produced by wind shear, may create different vertical structures of aerosol layer. The complexity of the problem makes it necessary to organize further experiments with parallel application of different measuring techniques.