VLIV METEOROLOGICKÝCH PODMÍNEK NA KVALITU OVZDUŠÍ

Transkript

1 ODBORNÁ ZPRÁVA VLIV METEOROLOGICKÝCH PODMÍNEK NA KVALITU OVZDUŠÍ V MORAVSKOSLEZSKÉM KRAJI V LETECH Duben 214 Řešitelé: Mgr. Libor Černikovský, Mgr. Blanka Krejčí, Ing. Anna Synková Oddělení ochrany čistoty ovzduší, ČHMÚ, Ostrava Kontakt na řešitele Mgr. Libor Černikovský Český hydrometeorologický ústav, pobočka Ostrava K Myslivně 3/2182, 78 Ostrava- Poruba tel.: , fax: cernikov@chmi.cz, URL:

2 Obsah Úvod Meteorologické charakteristiky chladných období Teplota vzduchu Vertikální stabilita atmosféry Rychlost větru Koncentrace škodlivin v chladných obdobích Koncentrace škodlivin, teplota vzduchu a vertikální stabilita atmosféry Koncentrace škodlivin a rychlost větru Smogové situace... 9 Závěr... 9 Literatura Obrázky a tabulky v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 2 ze 35

3 Úvod Pro jednotlivá zimní období (měsíce prosinec až únor) a chladná období (měsíce říjen až březen) 1999/2 213/214 byly vyhodnoceny meteorologické prvky, jejichž hodnoty zásadně ovlivňují charakter podmínek pro rozptyl znečišťujících látek v atmosféře, a koncentrace suspendovaných částic PM 1 a PM 2,5, benzo[a]pyrenu a oxidu siřičitého SO 2. Vazby mezi meteorologickými prvky a koncentracemi jednotlivých škodlivin byly zpracovány pro vybrané lokality Moravskoslezského, Olomouckého, ského, ského, Jihočeského a Ústeckého kraje (obr. 1). Cílem bylo popsat závislost koncentrací škodlivin na meteorologických podmínkách v chladných obdobích a posoudit, zda obdobné meteorologické podmínky mají či nemají za následek obdobně vysokou úroveň znečištění ovzduší ve všech posuzovaných krajích. Charakter chladných období je dominantně určován charakterem zimního období. Proto jsou níže uvedená hodnocení meteorologických parametrů a znečištění ovzduší zaměřena na popis zimních období. Výsledky hodnocení pro chladná období jsou obdobná jako pro zimní období, ale popisované závislosti jsou méně výrazné, např. odchylky meteorologických parametrů od dlouhodobého normálu a úroveň znečištění ovzduší. Tato odborná zpráva byla zpracována na základě objednávky 349/214/ŽPZ/O pro Krajský úřad Moravskoslezského kraje. 1. Meteorologické charakteristiky chladných období Úroveň znečištění ovzduší významně ovlivňují tzv. meteorologické podmínky rozptylu, které podmiňují šíření znečišťujících látek od jejich zdrojů a rozptyl těchto látek v atmosféře. Za nejdůležitější a rozhodující meteorologické podmínky rozptylu jsou považovány směr a rychlost větru (proudění) a teplota vzduchu. Směr a rychlost větru ovlivňují horizontální šíření a rozptyl znečišťujících látek v atmosféře. Při vyšší rychlosti větru je rozptyl intenzivnější a koncentrace znečišťujících látek nižší. Nicméně při vysokých rychlostech větru může docházet k resuspenzi, tj. znovuzvíření částic po jejich usazení. Vliv teploty vzduchu na znečištění ovzduší je přímý a nepřímý. Změny teploty vzduchu s výškou, tzv. vertikální teplotní zvrstvení, podmiňují vertikální stabilitu ovzduší a tím i vertikální šíření a rozptyl znečišťujících látek v atmosféře. Čím je teplotní zvrstvení stabilnější, tj. když teplota vzduchu se zvětšující se výškou nad zemí klesá pomaleji, nemění se, nebo dokonce stoupá, tím hůře se znečišťující látky vertikálně rozptylují. Nejméně příznivou situací je tzv. teplotní inverze, při které je teplota ve vyšší hladině atmosféry vyšší než v hladině nižší. Teplota vzduchu rovněž může nepřímo, především v topném období, výrazně ovlivňovat množství emisí, při nižších teplotách se více topí a množství emisí se zvyšuje. Nezanedbatelný vliv na úroveň znečištění ovzduší mají i atmosférické srážky, které mohou snižovat imisní úroveň vymýváním znečišťujících látek z ovzduší. Meteorologické podmínky se v teplé a chladné polovině roku výrazně liší. Nejméně příznivé podmínky pro rozptyl většiny znečišťujících látek v ovzduší jsou během zimních měsíců od prosince do února (Blažek et al., 213.). Pro jednotlivá zimní a chladná období byly vyhodnoceny meteorologické prvky, jejichž hodnoty zásadně ovlivňují charakter podmínek pro rozptyl znečišťujících látek v atmosféře, a sice průměrná v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 3 ze 35

4 teplota, tzv. teplotní vertikální pseudogradient, vycházející z měření teploty z horizontálně relativně blízkých stanic v různých nadmořských výškách, a průměrná rychlost větru. Při hodnocení průměrných charakteristik byly meteorologické stanice rozděleny podle nadmořské výšky do dvou skupin, a to s nadmořskou výškou do 4 m nad mořem ( níže položené stanice ) a na stanice s vyšší nadmořskou výškou ( výše položené stanice ). Zpracována byla měření na reprezentativních meteorologických stanicích v Moravskoslezském, Olomouckém a ském kraji a dále na vybraných dvojicích stanic v ském, Jihočeském a Ústeckém kraji (obr. 1, tab. 1.1). Na většině meteorologických stanic jsou charakteristiky dlouhodobých normálů uváděny pro období let , pouze na stanici Šerák je toto období výrazně kratší z důvodu pozdějšího začátku měření (24 213). Na koncentrace škodlivin v chladné polovině roku mají dominantní vliv teplotní zvrstvení a rychlost větru (Blažek et al., 213). Závislost koncentrací na hodnotách dalších meteorologických parametrů, tj. množství atmosférických srážek, slunečním svitu, vlhkosti vzduchu a atmosférickém tlaku, nebyly proto podrobně zkoumány. 1.1 Teplota vzduchu Odchylky teploty vzduchu od dlouhodobých hodnot normálu kolísaly v jednotlivých zimách 1999/2 213/214 obdobně na níže i výše položených stanicích, a to v rozmezí od -1.2 do +1.7 %. Nadnormální teploty vzduchu se na všech níže i výše položených stanicích vyskytly v sezónách 1999/2, 2/21, 21/22 (s výjimkou Šumperku), 26/27, 27/28 a 213/214. Podnormální teploty byly na všech stanicích naměřeny v sezónách 22/23, 25/26, 29/21, 21/211. Charakter ostatních zim můžeme označit za blízký normálu (obr ). V návaznosti na platnou legislativu (ČR, 27) je pro potřeby výpočtu emisí z lokálních topenišť v České republice vyjádřena délka topného období počtem dnů se střední (průměrnou) denní teplotou nižší nebo rovnající se 13 C (ČHMÚ, 27). Počet dnů s definovanou teplotou tvořil na níže položených stanicích 91 1 % celkového počtu dnů v konkrétním chladném období. Na stanicích s vyšší nadmořskou výškou tvořil tento počet dnů 94 1 % všech možných, přičemž častěji se jednalo o plný počet dnů v sezóně, v závislosti na nadmořské výšce stanice. Na níže položených stanicích byl počet dnů s teplotou nižší nebo rovnající se 13 C na většině stanic nejvyšší v sezónách 1999/2, 22/23, 27/28 a 212/213. Nejnižší počet dnů byl naměřen v sezóně 2/21, kdy se zároveň nejvýrazněji projevily rozdíly mezi moravskými a českými stanicemi. Dalšími sezónami s nejnižším počtem dnů byly 21/22, 24/25, 26/27, 28/29 na Moravě, dále 21/211, 211/212 a 213/214. Na výše položených stanicích nebyly sezónní rozdíly pochopitelně tak výrazné, a to zejména u nejvýše položených stanic. Nejmenší počet dnů na výše položených stanicích byl naměřen v sezónách 2/21, 21/22, 26/27 a 213/214. Je zřejmé, že vyšší průměrná teplota zimního období neznamená vždy i vyšší počet topných dnů a naopak (obr ). Počet topných dnů během zimního období (měsíce prosinec až únor) byl ve všech obdobích pro naprostou většinu stanic roven počtu kalendářních dnů tohoto období. v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 4 ze 35

5 1.2 Vertikální stabilita atmosféry Pro hodnocení vertikální stability atmosféry bylo využito nepřímé metody výpočtu tzv. teplotních vertikálních pseudogradientů z teplot, naměřených na stanicích v různých nadmořských výškách. Použití pseudogradientů má určitá omezení, protože teplota je na stanicích měřena ve dvou metrech nad zemí a teplotní poměry ve volné atmosféře mezi stanicemi v různé nadmořské výšce mohou být v závislosti na denní a roční době odlišné. Metoda rovněž poskytuje pouze informaci o průměrných podmínkách teplotního zvrstvení v celé vrstvě mezi použitými stanicemi a neumožňuje získat představu o vertikálním profilu teplotního zvrstvení. Ve vrstvě ovzduší mezi stanicemi se může vyskytovat např. inverzní vrstva, kterou z měření na obou stanicích nelze zjistit. I přes tato omezení však metoda poskytuje dostatečnou orientační informaci o charakteru průměrného teplotního zvrstvení ve vrstvě atmosféry mezi stanicemi. Vertikální teplotní gradient (zde pseudogradient) teploty vyjadřuje změnu teploty při změně výšky o 1 m a je kladný při poklesu teploty s rostoucí výškou. Čím je vertikální teplotní gradient nižší, tím stabilnější je teplotní zvrstvení. Vrstvy atmosféry 1 m bývají obecně nejstabilnější v chladné polovině roku (Blažek et al., 213.). Pro každý hodnocený kraj byly vybrány dvojice stanic, na nichž byl hodnocen vertikální pseudogradient. Vzhledem různým horizontálním i vertikálním vzdálenostem mezi stanicemi a různým poměrům jejich vertikálních a horizontálních vzdáleností se jedná o orientační charakteristiku skutečného vertikálního teplotního zvrstvení (obr. 1, tab ). Z přehledu průměrných hodnot pseudogradientů jsou patrné výrazné sezónní rozdíly mezi lokalitami s různou nadmořskou výškou a v různých částech České republiky mezi jednotlivými zimními sezónami 1999/2 213/214. Nejmarkantnější jsou nízké hodnoty pseudogradientů v sezónách 25/26 a 21/211, což indikuje častější výskyt stabilních a inverzních podmínek v atmosféře v těchto obdobích, čili rozptylově méně příznivé zimy. Na severovýchodní a střední Moravě a ve Slezsku se hodnoty pseudogradientu vyšší než.5 (čili podmínky méně stabilní, s nižším výskytem dnů se stabilním nebo inverzním zvrstvením) projevily zvláště v sezónách 1999/2, 23/24, 24/25, 26/27, 27/28, 28/29, 211/212 a 213/214. V sezóně 213/214 byly odlišné teplotní podmínky mezi Moravou a západní částí ČR (obr ). Počty dnů s průměrným denním vertikálním teplotním pseudogradientem menším než C (1 m) 1 odpovídají počtům dnů s průměrným denním inverzním zvrstvením mezi stanicemi s rozdílnou nadmořskou výškou v jednotlivých sezónách. Jako rozptylově nejnepříznivější lze takto hodnotit opět sezóny 25/26 a 21/211; nejpříznivěji pak sezóny 1999/2, 23/24, 26/27 a 28/29, na některých lokalitách i 211/212, 212/213 a 213/214 (tab ). 1.3 Rychlost větru V rámci ročního chodu jsou vyšší rychlosti proudění v chladném období roku než v letním období. Odchylky rychlosti větru od dlouhodobých hodnot normálu kolísaly v jednotlivých zimách 1999/2 213/214 více na níže položených stanicích. Odchylky se pohybovaly v rozmezí cca +/-4 %., tj. rychlosti větru se v jednotlivých zimních obdobích liší podstatně více než teplota vzduchu. v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 5 ze 35

6 V sezónách 2/21 a 29/21 byly na všech níže položených stanicích rychlosti větru nižší než normál, v sezónách 22/23, 25/26, 28/29, 212/213 a 213/214 tomu tak bylo na většině stanic. Nadnormální rychlosti větru převažovaly v sezónách 1999/2, 21/22, 26/27 a 211/212. Nadnormálních rychlostí nejčastěji dosahovaly stanice a Ústí nad Labem v Ústeckém kraji. Naopak na stanici Šumperk se vyskytovaly v celém hodnoceném období pouze podnormální hodnoty. Na stanici Holešov byly podnormální průměrné odchylky častější v první polovině hodnoceného období, v Plzni-Bolevci pak v jeho druhé polovině. Na výše položených stanicích lze jako převážně podnormální hodnotit průměrné odchylky rychlosti větru v sezónách 2/21, 22/23, 24/25, 25/26, 28/29, 29/21, 21/211 a 212/213. Vyšší odchylky byly naměřeny na většině stanic v sezónách 1999/2, 21/22, 23/24, 26/27, 27/28. Spíše nadnormální odchylky se vyskytovaly po celé hodnocené období na stanici Luká. Od roku 28 převažovaly s výjimkou stanic Luká a Jeseník nižší odchylky oproti normálu (obr ). 2. Koncentrace škodlivin v chladných obdobích Hodnoceny byly koncentrace suspendovaných částic PM 1 a PM 2,5, benzo[a]pyrenu a oxidu siřičitého SO 2 v Moravskoslezském, Olomouckém, ském, ském, Jihočeském a Ústeckém kraji. Pro hodnocení byla použita data převážně ze stanic ČHMÚ, který je akreditován pro měření imisí ČIA, o. p. s. (viz v sekci Seznam akreditovaných subjektů) a autorizován k měření imisí znečišťujících látek Ministerstvem životního prostředí pro zkoušky a odběry uvedené v příslušných osvědčeních. Je tak zaručena stejná kvalita naměřených výsledků a tím i porovnatelnost následných hodnocení jednotlivých oblastí. Použity byly údaje z Informačního systému kvality ovzduší ČHMÚ (ISKO), dostupné k Údaje z roku 214 neprošly všemi stupni verifikace a koncentrace benzo[a]pyrenu za rok 214 nebyly ještě k dispozici. Pro hodnocení úrovně znečištění ovzduší jednotlivých krajů byly pro účely této odborné zprávy vypočteny oblastní koncentrace spojením datových řad několika měřicích stanic. Oblastní průměr charakterizuje oblast jako celek lépe než měření na jednotlivé stanici. Byly tak potlačeny lokální výkyvy koncentrací, doplněny výpadky dat na jednotlivých stanicích a byla tak ve většině případů získána souvislá datová řada pro celé či většinu hodnocené období. Data byla spojena v jednu datovou řadu na úrovni denních průměrů, tj. pokud na stanicích v oblasti byl k dispozici denní průměr, pro hodnocení byl použit průměr ze všech naměřených hodnot v daném dnu. Průměrné oblastní koncentrace PM 1, PM 2,5 a SO 2 Ostravska byly vypočteny jako průměr z deseti stanic v návaznosti na výběr, použitý v rozsáhlém hodnocení vlivu meteorologických podmínek na kvalitu ovzduší v přeshraniční oblasti Slezska a Moravy (Blažek et al., 213); koncentrace benzo[a]pyrenu byly vypočteny z dat tří stanic, tj. ze všech stanic ČHMÚ, na kterých je tato škodlivina rutinně v oblasti Ostravska měřena. Průměrné koncentrace PM 1 a SO 2 Střední Moravy byly vypočteny jako průměr ze čtyř stanic, a sice Prostějov a Přerov, měřících po celé hodnocené období, a stanic Olomouc a Olomouc-Hejčín, jejich měření se nepřekrývalo. Datové řady koncentrací PM 2,5 a benzo[a]pyrenu vznikly spojením nepřekrývajících se datových řad stanic Přerov, Olomouc a Olomouc-Hejčín. V případě Šumperska, Plzně a Českých Budějovic byly průměrovány, resp. spojeny datové řady dvou v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 6 ze 35

7 stanic. Pro charakterizaci a, Ústí nad Labem a Teplic byla použita data naměřená přímo na jednotlivých stanicích (obr. 1, tab. 2.1). Nejméně příznivé rozptylové podmínky se vyskytují nejčastěji v zimním období, tj. během měsíců prosinec až únor. Průměrné koncentrace škodlivin v tomto období bývají proto vyšší než během celého chladného období od října do března a meteorologicko-imisní vztahy jsou v zimním období výraznější. Průměrné koncentrace PM 1 a PM 2,5 byly v zimních sezónách 1999/2 213/214 s výjimkou sezón 26/27 a 211/212 ve většině oblastí vyšší než během chladného období, nicméně koncentrace SO 2 a benzo[a]pyrenu byly během těchto sezón vyšší. Jak je dlouhodobě známo (ČHMÚ, 213), koncentrace PM 1, PM 2,5 a benzo[a]pyrenu jsou na Ostravsku nejvyšší z celé ČR, což je výrazně vyjádřeno odlišností zimních průměrných koncentrací během hodnocených sezón (obr. 2.1). Znečištění ovzduší PM 1, PM 2,5, benzo[a]pyrenu a SO 2 jsou vyšší během chladného období než v letním období, což je obecně důsledek emisí z vytápění a horších rozptylových podmínek. Rovněž poměr frakcí PM 2,5 /PM 1 není konstantní, ale vykazuje určitý sezónní průběh a zároveň je závislý na umístění lokality. Poměr koncentrací PM 2,5 /PM 1 je v Moravskoslezském kraji vyšší než v jiných částech ČR, tj. podíl jemnějších částic v PM 1 je zde vyšší, a to zejména v chladném období. V roce 212 se tento poměr pohyboval v průměru z 31 lokalit v ČR, kde se současně měřilo PM 2,5 a PM 1 a lokality měly dostatečný počet hodnot, v rozmezí,67 (září) až,8 (prosinec) s nižšími hodnotami v letním období. V Praze, kde je roční chod ovlivněn velkým podílem dopravních lokalit, byl tento poměr v rozmezí,54 (květen a červen) až,7 (únor), v Brně,62 (květen) až,77 (listopad) a v Moravskoslezském kraji,68 (květen) až,84 (únor). Při porovnání poměru podle klasifikace lokalit byl poměr u lokalit venkovských,65 (červenec) až,84 (únor), městských,67 (září) až,78 (prosinec), předměstských,66 (září) až,82 (únor), dopravních,6 (duben a květen) až,76 (prosinec) a průmyslových,68 (květen) až,88 (únor). Sezónní průběh poměru frakce PM 2,5 /PM 1 souvisí se sezónním charakterem některých emisních zdrojů. Emise ze spalovacích zdrojů vykazují vyšší zastoupení frakce PM 2,5 než např. emise ze zemědělské činnosti a reemise při suchém a větrném počasí. Vytápění v zimním období roku může být tedy důvodem vyššího podílu frakce PM 2,5 oproti frakci PM 1. Pokles během jarního období a začátku léta je v některých pracích vysvětlován také nárůstem množství větších biogenních částic (např. pylů). Vyšší poměr frakce PM 2,5 /PM 1 v důsledku spalování je pozorován i na stanicích průmyslových. Na dopravních lokalitách je poměr PM 2,5 /PM 1 nejnižší. Při spalování paliva z dopravy se emitované částice nalézají především ve frakci PM 2,5 a poměr by měl být tudíž u dopravních lokalit vysoký. To, že tomu tak není, zdůrazňuje význam emisí větších částic z otěrů pneumatik, brzdového obložení a ze silnic. Zastoupení hrubé frakce na dopravních stanicích narůstá i v důsledku resuspenze částic ze zimního posypu. K navýšení koncentrace PM 1 může dojít i v důsledku zvýšené abraze silničního povrchu posypem a následnou resuspenzí obroušeného materiálu (obr. 2.2; ČHMÚ, 213). Níže jsou podrobně hodnoceny vztahy mezi průměrnými zimními koncentracemi škodlivin během zimních sezón 1999/2 213/214 a průměrnou zimní teplotou vzduchu, průměrným zimním vertikálním teplotním pseudogradientem, počtem inverzních dnů, počtem topných dnů a průměrnou zimní rychlostí větru (tab. 2.2). v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 7 ze 35

8 2.1 Koncentrace škodlivin, teplota vzduchu a vertikální stabilita atmosféry S klesající teplotou vzduchu (obr. 2.3): průměrné zimní koncentrace PM 1, PM 2,5 narůstaly ve všech oblastech, na Ostravsku však výrazněji než v jiných oblastech; průměrné zimní koncentrace benzo[a]pyrenu narůstaly nejvíce na Ostravsku, Střední Moravě, ve ě a v Teplicích, v ostatních oblastech narůstaly méně výrazně; průměrné zimní koncentrace SO 2 narůstaly ve všech oblastech; na Ostravsku byla průměrná koncentrace za všechna hodnocená zimní období téměř stejně velká jako v Ústeckém kraji, koncentrace na Ostravsku však s klesající teplotou narůstaly výrazněji, zatímco koncentrace v Ústeckém kraji byly vyšší než na Ostravsku při vyšších teplotách. S klesajícím pseudogradientem teploty výrazně narůstaly průměrné zimní koncentrace PM 1, PM 2,5, benzo[a]pyrenu i SO 2 na Ostravsku a PM 1 a PM 2,5 na Střední Moravě. Nárůst koncentrací v ostatních hodnocených oblastech byl méně výrazný, resp. nevýrazný (obr. 2.4). S rostoucím počtem dnů s inverzí teploty (obr. 2.5): průměrné zimní koncentrace PM 1, PM 2,5, benzo[a]pyrenu i SO 2 výrazně narůstaly na Ostravsku a PM1 a PM 2,5 na Střední Moravě; průměrné zimní koncentrace SO 2 zřetelně narůstaly ve většině oblastí, v Plzni a Č. Budějovicích nebyl nárůst zřetelný; nárůst koncentrací ostatních škodlivin v ostatních hodnocených oblastech byl méně výrazný, resp. nevýrazný. Závislost průměrných zimních koncentrací škodlivin na počtu topných dnů v chladném období nebyla zřetelná (obr. 2.6). 2.2 Koncentrace škodlivin a rychlost větru Pro velkou část severovýchodní Moravy je zejména v chladné polovině roku typické převládající proudění z jihozápadních směrů, které souvisí s orografickým vlivem Moravské brány. Tento vliv je patrný i v přilehlých částech Slezského vojvodství v Polsku. V nejvýchodnější části regionu Moravskoslezského kraje je ale směr větru ovlivněn Jablunkovskou brázdou a převažuje zde jihovýchodní proudění. Rychlost větru je rovněž ovlivňována Moravskou bránou, v bráně jsou četnější vyšší rychlosti větru než v oblasti Ostravy a Karvinska. Pro posouzení závislosti koncentrací škodlivin na rychlosti větru na Ostravsku byla proto použita průměrná oblastní rychlost větru, vypočtená z hodnot naměřených na měřicích stanicích znečištění ovzduší. Do výpočtu nebyly zahrnuty stanice Opava-Kateřinky a Třinec-Kosmos, které leží mimo centrální oblast Ostravska. Pro charakterizaci ostatních posuzovaných oblastí byly rovněž použity rychlosti větru naměřené na měřicích stanicích znečištění ovzduší, s výjimkou Šumperska, kde taková data k dispozici nebyla (tab. 2.2). v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 8 ze 35

9 S klesající rychlostí větru průměrné zimní koncentrace PM 1, PM 2,5 a benzo[a]pyrenu narůstaly ve všech oblastech, na Ostravsku však výrazněji než v jiných oblastech. Průměrné zimní koncentrace SO 2 narůstaly pozvolněji, v Plzni a Č. Budějovicích nebyl nárůst zřetelný, v Ústí nad Labem-Kočkově byly vyšší koncentrace spíše při vyšších rychlostech větru (obr. 2.7). 3. Smogové situace V uplynulých letech došlo v Moravskoslezském kraji během chladných období k vyhlášení celé řady smogových situací, tj. situací s mimořádně znečištěným ovzduším. Všechny smogové situace a regulace vybraných zdrojů znečišťování ovzduší byly vyhlášeny z důvodu překročení tzv. prahových hodnot pro PM 1, resp. tzv. zvláštních imisních limitů podle dříve platných legislativních pravidel. Všechna dřívější hodnocení jednoznačně potvrdila rozhodující vliv meteorologických podmínek na vznik, průběh a ukončení smogových situací. Mnohokrát bylo popsáno, jak se s poklesem rychlosti větru a gradientu teploty vzduchu úroveň znečištění ovzduší v oblasti Ostravska zvyšovala a naopak výrazný pokles koncentrací nastal až po současném zesílení proudění a rozrušení teplotní inverze. V období s nejméně příznivými podmínkami byly rovněž i nejnižší teploty vzduchu. Tato skutečnost mohla rovněž negativně ovlivnit imisní situaci, protože s poklesem teplot se v topném období zvyšují emise z lokálních zdrojů vytápění. Déletrvající nepříznivé podmínky pro rozptyl znečišťujících látek v ovzduší působí zvýšení koncentrací suspendovaných částic PM 1 až na násobky imisních limitů, a to nejen v oblasti Ostravska a přiléhajícího Slezského vojvodství v Polské republice. Extrémně vysoké koncentrace PM 1, naměřené během smogových situací s obdobnými meteorologickými podmínkami, byly na Ostravsku vyšší než v jiných částech České republiky (Blažek et al., 21a, b; ČHMÚ, 21; Blažek et al., 213; ČHMÚ, 213 a dřívější ročenky; ČHMÚ, 214). Např. během nepříznivé imisní situace v Moravskoslezském a Olomouckém kraji v lednu 21 byly koncentrace PM 1 naměřené v Olomouckém kraji cca 1,5 2krát nižší než v kraji Moravskoslezském (obr ; ČHMÚ, 21). Závěr V letech se vyskytla zimní období s teplotou a rychlostí vzduchu vyšší i nižší než dlouhodobý normál, charakter některých zim lze označit za blízký normálu, a to ve všech hodnocených oblastech České republiky. Koncentrace PM 1, PM 2,5 a benzo[a]pyrenu jsou na Ostravsku nejvyšší z celé ČR, což je výrazně vyjádřeno odlišností průměrných zimních koncentrací během hodnocených sezón. Průměrné zimní koncentrace PM 1, PM 2,5 a benzo[a]pyrenu narůstaly na Ostravsku výrazněji než v jiných oblastech s klesající teplotou vzduchu, s klesajícím pseudogradientem teploty, s rostoucím počtem dnů s inverzí teploty a s klesající rychlostí větru. Jedná se pravděpodobně o rostoucí vliv nízkých zdrojů včetně lokálních topenišť a rovněž polských zdrojů. Závislost průměrných zimních koncentrací na počtu topných dnů v chladném období nebyla zřetelná. Všechna dřívější hodnocení jednoznačně potvrdila rozhodující vliv meteorologických podmínek na vznik, průběh a ukončení smogových situací. S poklesem rychlosti větru a gradientu teploty v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 9 ze 35

10 vzduchu se úroveň znečištění ovzduší v oblasti Ostravska zvyšovala, výrazný pokles koncentrací nastal až po současném zesílení proudění a rozrušení teplotní inverze. V období s nejméně příznivými podmínkami byly rovněž i nejnižší teploty vzduchu. Z provedeného hodnocení je zřejmé, že při obdobných meteorologických podmínkách jsou koncentrace suspendovaných částic PM 1 a PM 2,5 a zejména benzo[a]pyrenu na Ostravsku vyšší než v jiných krajích České republiky. Naopak, koncentrace oxidu siřičitého SO 2 jsou z hodnocených krajů nejvyšší v Ústeckém kraji. Nicméně jeho koncentrace na Ostravsku jsou při zhoršených rozptylových podmínkách obdobně vysoké, zatímco při dobrých rozptylových podmínkách jsou nižší. Důvodem vyšších koncentrací suspendovaných částic PM 1, PM 2,5 a benzo[a]pyrenu jsou vyšší emise a odlišná skladba zdrojů, které ovlivňují kvalitu ovzduší na Ostravsku. Jedná se nejenom o české zdroje, ale i o vliv polských zdrojů Slezského vojvodství. A to zejména při zhoršených rozptylových podmínkách, kdy se mění charakter proudění v oblasti a roste vliv přenosu znečištěného ovzduší z Polska do ČR (viz výsledky projektu Informační systém kvality ovzduší v oblasti Polsko-Českého pohraničí ve Slezském a Moravskoslezském regionu, Vyšší koncentrace oxidu siřičitého v Ústeckém kraji jsou způsobeny vyššími emisemi této škodliviny z velkých energetických zdrojů v tomto kraji než v ostatních krajích ČR (emise energetických zdrojů jsou podstatně méně závislé na teplotě vzduchu než emise ze zdrojů, které zajišťují vytápění). Koncentrace oxidu siřičitého na Ostravsku ovlivňuje přeshraniční přenos z Polska (výrazně vyšší koncentrace SO 2 v regionu Slezského vojvodství než na Ostravsku pocházejí z velké části z lokálních topenišť, kde se často používají paliva odlišné kvality s větším obsahem síry). v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 1 ze 35

11 Literatura - Blažek et al., 21a. Blažek Z, Černikovský L., Ostrožlík T., Volný R., Krajny E., Ośródka L. Smogová situace v oblasti -Karvinska ve dnech ledna 21. In: Meteorologické zprávy, roč. 63, č. 2, s ISSN Praha, Blažek et al., 21b. Blažek Z, Černikovský L., Černý E., Hrbek T., Keder J., Novák M., Plachá H., Volný R. Hodnocení provozu smogového regulačního řádu na území České republiky v zimní sezóně In: Ochrana ovzduší, roč. 22 (42), č. 3, s ISSN Praha, Blažek et al., 213. BLAŽEK, Z., ČERNIKOVSKÝ, L., KRAJNY, E., KREJČÍ, B., OŚRÓDKA, L., VOLNÁ, V., WOJTYLAK, M., 213. v přeshraniční oblasti Slezska a Moravy. ISBN (Český hydrometeorologický ústav. Praha), ISBN (Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy. Warzawa). Publikace v rámci projektu Informační systém kvality ovzduší v oblasti Polsko- Českého pohraničí ve Slezském a Moravskoslezském regionu, - ČHMÚ, 27. Machálek P., Machart J. Upravená emisní bilance vytápění bytů malými zdroji od roku 26. ČHMÚ, Milevsko, ČHMÚ, 21. Černikovský L., Volný R., Ostrožlík T. Nepříznivá imisní situace v Moravskoslezském a Olomouckém kraji v lednu 21. Ostrava, ČHMÚ, 213. Znečištění ovzduší na území České republiky v roce 212. ČHMÚ, Praha, 213. ISBN ČHMÚ, 214. Černikovský L., Juras R., Vlček O. Vyhodnocení smogových situací v Moravskoslezském kraji v letech (v rámci smlouvy o poskytnutí dotace z rozpočtu Moravskoslezského kraje, ev. č. 943/213/ŽPZ). Ostrava, ČR, 27. Vyhláška č. 194/27 Sb., kterou se stanoví pravidla pro vytápění a dodávku teplé vody, měrné ukazatele tepelné energie pro vytápění a pro přípravu teplé vody a požadavky na vybavení vnitřních tepelných zařízení budov přístroji regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům. - ČR, 212. Zákon č. 21/212 Sb. o ochraně ovzduší. v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 11 ze 35

12 Obrázky a tabulky Obr. 1 Meteorologické stanice a stanice imisního monitoringu Poznámka: popis stanic je v tab. 1.1, 1.2.1, 2.1 a 2.2 v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 12 ze 35

13 Tab. 1.1 Meteorologické stanice Kraj Moravskoslezský (MS) Olomoucký (OL) Stanice Nadmořská výška [m n. m.] Zeměpisná délka [ ' ''] Zeměpisná šířka [ ' ''] Mošnov '9'' 49 41'54'' Lysá hora '54'' 49 32'46'' Červená '31'' 49 46'38'' Luká '12'' 49 39'8'' Přerov '32'' 49 27'52'' Jeseník '15'' 5 13'39'' Šerák '3'' 5 11'15'' Šumperk '3'' 49 58'27'' ský (ZL) Holešov '12'' 49 19'14'' '8'' 5 39'18'' Ústecký (UL) Ústí nad Labem '28'' 5 41''' Milešovka '51'' 5 33'18'' ský (PL) - Bolevec '12'' 49 47'21'' Přimda '41'' 49 4'1'' Jihočeský (JČ) České Budějovice '11'' 48 57'7'' Churáňov '55'' 49 4'6'' v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 13 ze 35

14 Průměrné odchylky normálu [%] Průměrné odchylky normálu [%] Obr Průměrné odchylky normálu teploty v zimním období (měsíce prosinec až únor) a) Níže položené stanice (do 4 m nad mořem) Holešov České Budějovice - Bolevec Mošnov Šumperk Přerov Ústí nad Labem - Kočkov 98 sezóna b) Výše položené stanice Churáňov Přimda Červená Jeseník Lysá hora Šerák Luká Milešovka 98 sezóna v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 14 ze 35

15 Počet dnů s teplotou < 13 C Počet dnů s teplotou < 13 C Obr Počet dnů s průměrnou denní teplotou nižší než 13 C v chladné polovině roku (měsíce říjen až březen) a) Níže položené stanice (do 4 m nad mořem) Holešov České Budějovice - Bolevec Mošnov Šumperk Přerov sezóna b) Výše položené stanice Churáňov Přimda Červená Jeseník Lysá hora Šerák Luká Milešovka sezóna v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 15 ze 35

16 Tab Meteorologické stanice použité pro hodnocení vertikální stability atmosféry Kraj Nadmořská výška [m n. m.] Stanice dolní horní dolní horní Vzdálenost stanic vertikální [m] horizontální [km] Mošnov Lysá hora MSK Mošnov Červená Červená Lysá hora Přerov Luká 3 42 OL Přerov Červená Jeseník Šerák Šumperk Šerák 1 26 ZL/MS Holešov Červená ZL/OL Holešov Luká UL Ústí nad Labem Milešovka JČ České Budějovice Churáňov PL Přimda Obr Průměrný vertikální teplotní pseudogradient ve C (1 m) -1 v zimním období (měsíce prosinec až únor) Mošnov - Lysá hora Mošnov - Červená Červená - Lysá hora Přerov - Luká Přerov - Červená Jeseník - Šerák Šumperk - Šerák Holešov - Červená Holešov - Luká Ústí n. L. - Milešovka České Budějovice - Churáňov - Přimda v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 16 ze 35

17 Mošnov - Lysá hora Mošnov - Červená Červená - Lysá hora Přerov - Luká Přerov - Červená Jeseník - Šerák Šumperk - Šerák Holešov - Červená Holešov - Luká Ústí n. L. - Milešovka - Churáňov - Přimda Tab Počet dnů se zápornou hodnotou teplotního pseudogradientu v zimním období (měsíce prosinec až únor) ve C (1 m) -1 Kraj MSK OL ZL/MS ZL/OL UL JČ PL Sezóna 1999/ / / / / / / / / / / / / / / Poznámka: barevnost od modré (nejnižší počet dnů) přes zelenou a žlutou až po červenou (nevyšší počet dnů) v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 17 ze 35

18 Průměrné odchylky normálu [%] Průměrné odchylky normálu [%] Obr Průměrné odchylky normálu rychlosti větru v zimním období (měsíce prosinec až únor) a) Níže položené stanice (do 4 m nad mořem) Holešov České Budějovice - Bolevec Mošnov Šumperk Přerov Ústí nad Labem - Kočkov sezóna b) Výše položené stanice Churáňov Přimda Červená Jeseník Lysá hora Šerák Luká Milešovka sezóna v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 18 ze 35

19 Tab. 2.1 Stanice imisního monitoringu Kraj Lokalita Kód Oblast PM 1 PM 2.5 B[a]P SO 2 Rychlost vetu Bohumín TBOM Český Těšín TCTN Frýdek-Místek TFMI Havířov THAR Karviná TKAR MSK Opava-Kateřinky TOVK Ostrava-Fifejdy TOFF Ostrava-Zábřeh ZOZR Studénka TSTD Třinec-Kosmos TTRO Ostrava-Poruba/ČHMÚ TOPO Ostrava-Přívoz TOPR Olomouc MOLO Olomouc-Hejčín MOLJ Střední OL Prostějov MPST Morava Přerov MPRR Šumperk MÚ MSMU Dolní Studénky MDST ZL ZZLN UL Ústí nad Labem-Kočkov UULK UTPM PL -Slovany PPLA Slovany PPLX JČ -Antala Staška CCBA CCBD Poznámka: popis lokalit a měření viz záložka Ovzduší, odkaz Lokality měření imisí, Tab. 2.2 Přiřazení oblastí a stanic pro hodnocení meteorologicko-imisních vztahů Kraj Imise (oblast, stanice) Meteorologická stanice Pseudogradient teploty MSK Mošnov Mošnov - Červená OL Přerov Přerov - Červená Šumperk Šumperk - Šerák ZL Holešov Holešov - Červená UL Ústí nad Labem-Kočkov Ústí n. L-Kočkov. - Milešovka PL - Přimda JČ - Churáňov v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 19 ze 35

20 Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Obr. 2.1 Průměrné koncentrace škodlivin v zimním období (měsíce prosinec až únor) a) suspendované částice PM sezóna Poznámka: zvýrazněna je pro informaci koncentrace 4 µg.m -3, tj. roční imisní limit pro ochranu zdraví lidí (ČR, 212), ačkoliv se nevztahuje k zimnímu období b) suspendované částice PM 2, sezóna Poznámky: na Šumpersku není k dispozici měření PM 2,5 zvýrazněna je pro informaci koncentrace 25 µg.m -3, tj. roční imisní limit pro ochranu zdraví lidí (ČR, 212), ačkoliv se nevztahuje k zimnímu období v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 2 ze 35

21 Průměrné odchylky normálu [%] Průměrná koncentrace [ng.m -3 ] Obr. 2.1 Průměrné koncentrace škodlivin v zimním období (měsíce prosinec až únor) - dokončení c) benzo[a]pyren sezóna Poznámky: na Šumpersku není k dispozici měření benzo[a]pyrenu zvýrazněna je pro informaci koncentrace 1 ng.m -3, tj. roční imisní limit pro ochranu zdraví lidí (ČR, 212), ačkoliv se nevztahuje k zimnímu období koncentrace za období 213/214 nejsou uvedeny, neboť v době zpracování této odborné zprávy nebyla k dispozici data za celé období d) oxid siřičitý SO sezóna Poznámka: zvýrazněna je koncentrace 2 µg.m -3, tj. zimní imisní limit pro ochranu ekosystémů a vegetace (ČR, 212) v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 21 ze 35

22 Obr. 2.2 Průměrné měsíční poměry PM 2,5 /PM 1 v roce 212; převzato z (ČHMÚ, 213) v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 22 ze 35

23 Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Obr. 2.3 Závislost průměrných koncentrací škodlivin v zimním období (měsíce prosinec až únor) na průměrné sezónní teplotě vzduchu a) suspendované částice PM Průměrná teplota [ C] Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () b) suspendované částice PM 2, Průměrná teplota [ C] Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Poznámka: na Šumpersku není k dispozici měření PM 2,5 v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 23 ze 35

24 Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Průměrná koncentrace [ng.m -3 ] Obr. 2.3 Závislost průměrných koncentrací škodlivin v zimním období (měsíce prosinec až únor) na průměrné sezónní teplotě vzduchu - dokončení c) benzo[a]pyren Průměrná teplota [ C] Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Poznámka: na Šumpersku není k dispozici měření benzo[a]pyrenu d) oxid siřičitý SO Průměrná teplota [ C] Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 24 ze 35

25 Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Obr. 2.4 Závislost průměrných koncentrací škodlivin v zimním období (měsíce prosinec až únor) na průměrném sezónním pseudogradientu teploty a) suspendované částice PM Průměrný pseudogradient teploty [ C (1 m) -1 ] Expon. () Expon. () b) suspendované částice PM 2, Průměrný pseudogradient teploty [ C (1 m) -1 ] Expon. () Expon. () Poznámka: na Šumpersku není k dispozici měření PM 2,5 v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 25 ze 35

26 Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Obr. 2.4 Závislost průměrných koncentrací škodlivin v zimním období (měsíce prosinec až únor) na průměrném sezónním pseudogradientu teploty dokončení c) benzo[a]pyren Průměrný pseudogradient teploty [ C (1 m) -1 ] Expon. () Poznámka: na Šumpersku není k dispozici měření benzo[a]pyrenu d) oxid siřičitý SO Průměrný pseudogradient teploty [ C (1 m) -1 ] Expon. () v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 26 ze 35

27 Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Obr. 2.5 Závislost průměrných koncentrací škodlivin v zimním období (měsíce prosinec až únor) na počtu dnů s inverzí teploty a) suspendované částice PM Počet dnů s inverzí teploty Expon. () Expon. () b) suspendované částice PM 2,5 Poznámka: na Šumpersku není k dispozici měření PM 2, Počet dnů s inverzí teploty Expon. () Expon. () v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 27 ze 35

28 Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Průměrná koncentrace [ng.m -3 ] Obr. 2.5 Závislost průměrných koncentrací škodlivin v zimním období (měsíce prosinec až únor) na počtu dnů s inverzí teploty - dokončení c) benzo[a]pyren Počet dnů s inverzí teploty Expon. () Poznámka: na Šumpersku není k dispozici měření benzo[a]pyrenu d) oxid siřičitý SO Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Počet dnů s inverzí teploty Expon. () Expon. () v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 28 ze 35

29 Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Obr. 2.6 Závislost průměrných koncentrací škodlivin v zimním období (měsíce prosinec až únor) na počtu topných dnů v chladném období a) suspendované částice PM Počet topných dnů b) suspendované částice PM 2,5 Poznámka: na Šumpersku není k dispozici měření PM 2, Počet topných dnů v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 29 ze 35

30 Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Průměrná koncentrace [ng.m -3 ] Obr. 2.6 Závislost průměrných koncentrací škodlivin v zimním období (měsíce prosinec až únor) na počtu topných dnů v chladném období - dokončení c) benzo[a]pyren Počet topných dnů Poznámka: na Šumpersku není k dispozici měření benzo[a]pyrenu d) oxid siřičitý SO Počet topných dnů v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 3 ze 35

31 Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Obr. 2.7 Závislost průměrných koncentrací škodlivin v zimním období (měsíce prosinec až únor) na průměrné sezónní rychlosti větru a) suspendované částice PM Průměrná rychlost větru [m.s- 1 ] Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () b) suspendované částice PM 2, Průměrná rychlost větru [m.s- 1 ] Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Poznámka: na Šumpersku není k dispozici měření PM 2,5 v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 31 ze 35

32 Průměrná koncentrace [µg.m -3 ] Průměrná koncentrace [ng.m -3 ] Obr. 2.4 Závislost průměrných koncentrací škodlivin v zimním období (měsíce prosinec až únor) na průměrné sezónní rychlosti větru dokončení c) benzo[a]pyren Průměrná rychlost větru [m.s- 1 ] Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Poznámka: na Šumpersku není k dispozici měření benzo[a]pyrenu d) oxid siřičitý SO Průměrná rychlost větru [m.s- 1 ] Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () Expon. () v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 32 ze 35

33 Obr. 3.1 Závislost znečištění ovzduší PM 1 a meteorologických podmínek rozptylu, I/21; převzato z (ČHMÚ, 21) a) Moravskoslezský kraj b) Olomoucký kraj v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 33 ze 35

34 Obr. 3.2 Průměrné 24hodinové koncentrace PM 1 v µg.m -3, I/21; převzato z (ČHMÚ, 21) a) Moravskoslezský kraj b) Olomoucký kraj v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 34 ze 35

35 Obr. 3.3 Pole průměrných denních koncentrací PM 1 ve dnech ledna 21; převzato z (ČHMÚ, 21) (zdroj: červeně jsou znázorněny oblasti s hodnotami vyššími než denní imisní limit, fialově hodnoty vyšší než 15 µg.m -3 ; mapy jsou pouze informativní a orientační, jsou vytvářeny na základě modelování s použitím naměřených a neverifikovaných dat automatizovaných monitorovacích stanic, mohou obsahovat chybné údaje a mohou být neúplné) v Moravskoslezském kraji v letech 2 214, duben 214 Str. 35 ze 35