Smogový Varovný a Regulační Systém

Modelování scénářů různých způsobů vyhlašování smogových situací v rámci SVRS Smogový Varovný a Regulační Systém Roman Juras ÚOČO, OME

Co nás čeká? Motivace Trocha teorie Trocha legislativy Trocha matematiky Trocha obrázků

Motivace Upravit podmínky vyhlašování SVRS podle stávajícího zákona 201/2012 Sb. Zvýšení počtu vyhlášených regulací v sezoně 2012/2013 byla vyhlášena pouze 1 Snížení prodlevy mezi zvýšenými koncentracemi polutantů (PM 10 ) a vyhlášenými situacemi

Motivace Koncentrace PM 10 na Ostravsku únor 2013 2/18/yyyy 21:36 2/18/yyyy 16:48 2/18/yyyy 12:00 2/18/yyyy 7:12 2/18/yyyy 2:24 2/17/yyyy 21:36 2/17/yyyy 16:48 2/17/yyyy 12:00 2/17/yyyy 7:12 2/17/yyyy 2:24 2/16/yyyy 21:36 2/16/yyyy 16:48 2/16/yyyy 12:00 2/16/yyyy 7:12 2/16/yyyy 2:24 2/15/yyyy 21:36 2/15/yyyy 16:48 2/15/yyyy 12:00 2/15/yyyy 7:12 2/15/yyyy 2:24 2/14/yyyy 21:36 2/14/yyyy 16:48 2/14/yyyy 12:00 2/14/yyyy 7:12 2/14/yyyy 2:24 2/13/yyyy 21:36 2/13/yyyy 16:48 2/13/yyyy 12:00 2/13/yyyy 7:12 2/13/yyyy 2:24 2/12/yyyy 21:36 2/12/yyyy 16:48 2/12/yyyy 12:00 2/12/yyyy 7:12 2/12/yyyy 2:24 2/11/yyyy 21:36 2/11/yyyy 16:48 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 TOZRA TBOMA TCTNA TFMIA THARA TKARA TORVA Limit 100 Limit 150 PM10 [µg m 3 ]

Současné podmínky vyhlašování Smogová situace: Alespoň na jedné měřicí lokalitě území překročila klouzavá 24h průměrná koncentrace PM 10 informativní prahovou hodnotu 100 µg.m 3 ve dvou po sobě následujících dnech, tj. ve 25 po sobě následujících hodinách (ČHMÚ). Regulace: Alespoň na polovině měřicích lokalit překročila klouzavá 24h průměrná koncentrace PM 10 regulační prahovou hodnotu 150 µg.m 3 ve třech po sobě následujících dnech, tj. ve 49 po sobě následujících hodinách (ČHMÚ). Obojí: Trend 12h koncentrací PM 10 je za posledních 6 hodin rostoucí alespoň na polovině měřicích stanic

Současné podmínky odhlašování Není překročena prahová hodnota (100/150 µg.m 3 ) po dobu 12 hodin. Na základě meteorologické předpovědi není očekáváno obnovení meteorologických podmínek podmiňujících smogovou situaci vprůběhu 48 hodin následujících po poklesu úrovní znečištění pod prahové hodnoty. Časový interval 12 hodin se zkracuje až na 3 hodiny vpřípadě, že meteorologické podmínky nelze označit jako podmiňující smogovou situaci a podle meteorologické předpovědi je téměř vyloučeno, že vprůběhu nejbližších 48 hodin takové podmínky opět nastanou.

Co tedy sledujeme 24 hod klouzavý průměr koncentrací 25/49 hod 12 hod klouzavý průměr koncentrací 6 hod Meteorologická situace

Přehled jednotlivých scénářů Modifikace výpočtu Zaokrouhle ní vstupních a výstupních hodnot Tolerance trendu uvažujeme i záporné trendy jako rostoucí Výpočet klouzavého průměru Vyhlazení koncentrací pomocí Kaufmanno va filtru Využití různých měřících stanic

Výpočet klouzavého průměru Stávající výpočet klouzavého průměru: P 24 = x 1, x 2, x 3, x 24, x 25, x 26,, x n; i = 1, 2, 3 Nově nepřekrývající se klouzavý průměr P 24 = x 1, x 2, x 3, x 24, x 25, x 26, x 27,, x 48, x 49, x 50,

Kaufmannův filtr varianty MAE: F t = a t C t + (1 a t )F t 1 F t je filtrovaná (vyhlazená) hodnota v čase t, a t filtrační váha v čase t, C t aktuální hodinová koncentrace v čase t F t 1 filtrovaná hodnota vpředešlém časovém intervalu. Kde: a t = 2/(N+1) Klouzavému 24 průměru tedy odpovídá (N = 24) a t = 0,08 podle Keder 2013

Kaufmannův filtr varianty TEMA: Několikanásobná aplikace filtru MAE sama na sebe. TEMA = 3*MAE 3*MAE(MAE) + MAE[MAE(MAE)] podle Keder 2013

Kaufmannův filtr varianty KAMA: Použití adaptace váhy filtru a t podle kolísání (volatility) vyhlazovaných hodnot. Volatilitu posuzujeme dle tzv. Efficiency Ratio (ER), kde 0<ER<1 a t = [( ER * (a fast a slow )) + a slow ] m a fast rychlá odezva, a fast = 2/(2 + 1) = 0,667 a slow pomalá odezva, a slow = 2/(24 + 1) = 0,08 m mocnina, dosadíme 1 nebo 2 podle Keder 2013

Kaufmannův filtr varianty Výpočet ER: podle Keder 2013 Délka okna

Porovnání variant zhlazení

kategorie 1 2 3 podkategorie tolerance zaokrouhlová shlazení doba trvání trendu ní a 0 JKP 25/49 ano b 1 JKP 25/49 ano c 2 JKP 25/49 ano a 0 NKP ano b 1 NKP ano c 2 NKP ano a K MAE 25/49 ano b K TEMA 25/49 ano c KAMA24 M 25/49 ano d KAMA24 B 25/49 ano e KAMA72 B 25/49 ano

Varianty různých měřících stanic Aglomerace Ostrava/Karviná/Frýdek Místek

Výsledky varianty výpočtu

Výsledky varianty stanic

Literatura Keder J. 2013: LZE URYCHLITUKONČENÍ SMOGOVÉ SITUACE?, Konference Ovzduší 2013, Brno 15. 17. dubna 2013, hotel Santon Děkuji za pozornost