Hvordan kan man forudsige luftforureningen?

AU's luftudsigt (Thor-systemet) bygger på to grundpiller, nemlig en vejrudsigt og et sæt af modeller for spredning og kemisk omdannelse af luftforurening på forskellige skalaer (europæisk, nationalt, by, gade).

Spredningsmodellerne er udviklet af DMU (nu DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi, Århus Universitet). Luftudsigten er dermed en naturlig fortsættelse — både udviklings- og anvendelsesmæssigt — af DMU’s arbejde med luftforureningsmodeller gennem de sidste 20 år, såvel som af den internationale udvikling. Modellerne er blevet stadigt bedre til at beskrive de kemiske og fysiske processer, samtidig med at den rumlige og tidsmæssige opløsning er blevet bedre. Endelig har hurtigere computere gjort det muligt at sammenkoble de forskellige modeller, således at man f.eks. kan inddrage baggrundskoncentrationer ved beregninger på gadeniveau. Skridtet herfra og til at lave luftudsigter er derfor "bare" at lægge modellerne oven på nogle vejrudsigter og beregne den forventede luftforurening tre døgn frem — som AU nu gør fire gange dagligt.

Hvordan laves luftudsigten?

Vejrudsigten laves på basis af en amerikansk model (ETA) som er videreudviklet i Grækenland og af DMU for anvendelse i Europa og med offentligt tilgængelige amerikanske vejrdata. ETA er den model, som den amerikanske vejrtjeneste, National Weather Service (NWS), anvender til de officielle amerikanske vejrudsigter. Tilgængeligheden af vejrdata på Internettet og hurtigere computere har gjort det til en rimelig overkommelig opgave at lave vejrudsigter. Beregningen af luftudsigten begynder derfor med at beregne en tre-døgns vejrudsigt for hele Europa. Vejrudsigtmodellen dækker det område som er vist i figuren nedenunder (figur 1) hvor Danmark er i centrum af modelområdet.

Figur 1. Eksempel på en vejrudsigt for den 12. april, 2000, kl. 12. Linerne er overfladetrykket og farverne angiver nedbøren.

Når vejrudsigten er færdig benyttes DEOM modellen (den Danske Eulerske Operationelle Model), til at beregne transporten og den kemiske omdannelse af mange forskellige stoffer over Europa (se eksempel i figur 2). Meget af luftforureningen i Danmark er "langtransporteret". Det betyder at den dannes et sted der kan være op til flere tusinde kilometer væk og bliver så transporteret af vinden til Danmark samtidig med at der sker kemiske omdannelser af de forskellige stoffer. Modellen beregner derfor bidraget fra hele Europa til forureningen i Danmark (se figur 3) og over København.

Figur 2. Eksempel på en luftforureningsudsigt over Europa den 12. april, 2000, kl. 12. Pilene angiver vindene. Farverne angiver i dette tilfælde NO2 koncentrationerne.

Figur 3. Eksempel på en luftforureningsudsigt over Danmark den 12. april, 2000, kl. 12. Farverne angiver i dette tilfælde NO2 koncentrationerne.

Efter beregningen af bidraget fra Europa til luftforureningen over København, benyttes BUM modellen (Background Urban Model) til at beregne luftforureningen i "byområdet" som repræsenterer steder lidt uden for de trafikerede gader — et eksempel er vist i figur 4. Modellen tager højde både fra bidraget fra Europa (som beregnes af DEOM) og fra selve byen. Resultaterne bliver vist som højeste koncentrationer om formiddagen og om eftermiddagen, da bidraget fra myldretidstrafikken er størst her.

Figur 4. Eksempel på en luftforureningsudsigt over København den 12. april om formiddagen. Farverne angiver i dette tilfælde NO2 koncentrationerne.

Resultatet fra denne bybaggrundsmodel eller byområdemodel bliver nu brugt sammen med en gademodel (OSPM — the Operational Street Pollution Model) til at beregne luftforureningen i en trafikeret gade (se figur 5). OSPM modellen beregner luftforureningen på fortovet på begge sider af gaden. Der kan være meget store forskelle på forureningen på de to sider af gaden, afhængigt af hvor vinden kommer fra.

Figur 5. Illustration af luftforureningens fordeling i en trafikeret gade. På grund af den hvirvel der opstår i gaden, er niveauet af luftforureningen højest i læside af gaden — dvs. den side af gaden hvor vinden kommer fra over taget.

Med denne serie af modeller kan man derfor beregne summen af bidraget fra hele Europa, fra den enkelte by og fra selve gaden for at beregne forureningen i gaden.

I sagens natur kan luftudsigterne aldrig blive bedre end de underliggende data, men de er faktisk blevet meget pålidelige. DMU har på forsøgsbasis arbejdet med prognoser for luftforurening siden januar 1999. Erfaringerne viser at udsigterne er rimeligt præcise. DMU har således kunnet forudsige luftens indhold af kvælstof-dioxid, kulilte og benzen ved DMU’s målestation på Jagtvej i København med stor nøjagtighed (se eksempel figur 6).

Figur 6. Sammenligning af DMU’s luftudsgter for kulilte og kvælstof-dioxid med aktuelle målinger fra Jagtvej i København (middelværdier pr. time) for oktober 1998.

Til Luftudsigten (oversigtsside)