DAnish Lagrangian Model (DALM) (Andersen, 2023; Andersen et al., 2023a, 2023b) er en tredimensionel, højopløselig, Lagrangsk partikelspredningsmodel, der først og fremmest er udviklet til at beregne koncentrationer af luftforurening over Danmark med en 1 km × 1 km opløsning. Den bygger videre på sin forgængers egenskaber, Urban Background Model (UBM), og er i stand til at udregne timelige værdier for et sæt af helbredsmæssige kemiske komponenter.

Modellen udregner trajektorier for millionvis af fiktive partikler, der hver repræsenterer et ensemble af virkelige atmosfæriske partikler. Disse trajektorier bestemmes ud fra den lokale middelvind og af tilfældig bevægelse for at simulere turbulent spredning. Denne Lagrangske partikeltilgang er meget fleksibel, da den nemt tillader inkludering af yderligere kemiske komponenter og behandlingen af hver partikel uafhængig af alle de andre partikler. Derudover udviser Lagrangske partikelspredningsmodeler mindre numerisk diffusion sammenlignet med andre populære modeltyper og er velegnede til håndtering af emissioner fra punktkilder, da de bevarer information med højere opløsning end modellens gitteropløsning.

Modellen er koblet til den kemiske langtransportmodel, DEHM, for kemiske grænsebetingelser og til WRF-modellen for meteorologi. For emissioner anvendes højopløselig data sammen med muligheden for at anvende vertikale profiler. Modellen inkluderer tørafsætning af visse gasser, fjernelsen af kvælstofdioxid (NO₂) gennem kemiske reaktioner med hydroxyl (OH) radikaler og ozon (O₃) og en relativ simpel ligevægtsmekanisme for fotokemiske reaktioner mellem kvælstofmonoxid (NO), NO₂ og O₃. For eksempler på modelresultater, se Figur 1 til 3 nedenfor samt denne 2D animation.  

Der arbejdes løbende på at forbedre DALM og validere modellen mod målinger. For en sammenligning mellem UBM og DALMs præstationsevner, se Andersen et al. (2023b). I fremtiden er det planlagt at integrere DALM i DEHM/UBM/AirGIS modelleringssystemet for bestemmelsen af menneskelige eksponeringer for at forbedre dens præcision.

References

• Andersen, C., 2023. High-Resolution Modeling of Air Pollution in Denmark: With the DAnish Lagrangian Model (DALM). Ph.d.-afhandling, Aarhus Universitet.
• Andersen, C., M. Ketzel, O. Hertel, J. H. Christensen, J. Brandt, 2023a. The Danish Lagrangian Model (DALM) – Part 1: Development of a New Local-Scale High-Resolution Air Pollution Model. Indsendt til Environmental Modelling & Software.
• Andersen, C., M. Ketzel, O. Hertel, J. H. Christensen, C. Nordstrøm, J. Brandt, 2023b. The Danish Lagrangian Model (DALM) – Part 2: Improved Performance in Comparison to Gaussian-Type Urban Background Model (UBM). Indsendt til Environmental Modelling & Software.

Figur 1. Kort over modelleret månedsmiddel NO_x-overfladekoncentration for juli 2017.

Figur 2. Modellerede versus observerede månedsmiddel NO_x-overfladekoncentrationer for 2015 til 2018. De stiplede referencelinjer viser et 2:1 og et 1:2 forhold mellem modellerede og observerede koncentrationer mens den fuldt optrukne referencelinje viser et 1:1 forhold.  

Figur 3. Månedsmiddel NO_x-overfladekoncentration for 2015 til 2018 for den landlige baggrundsstation RISØ for DALM (rød) og observationer (grøn).