Madhumuni ya muundo wa uchafuzi wa hewa ni makadirio ya viwango vya uchafuzi wa nje unaosababishwa, kwa mfano, na michakato ya uzalishaji wa viwandani, kutolewa kwa bahati mbaya au trafiki. Muundo wa uchafuzi wa hewa hutumiwa kubaini mkusanyiko wa jumla wa uchafuzi wa mazingira, na pia kutafuta sababu ya viwango vya juu vya ajabu. Kwa miradi iliyo katika hatua ya kupanga, mchango wa ziada kwa mzigo uliopo unaweza kukadiriwa mapema, na hali ya utoaji inaweza kuboreshwa.

Kielelezo 1. Mfumo wa Kimataifa wa Ufuatiliaji wa Mazingira/Udhibiti wa uchafuzi wa hewa

Kulingana na viwango vya ubora wa hewa vilivyobainishwa kwa uchafuzi unaozungumziwa, thamani za wastani za kila mwaka au viwango vya kilele vya muda mfupi ni vya kupendeza. Kawaida viwango vinapaswa kuamuliwa mahali ambapo watu wanafanya kazi - ambayo ni, karibu na uso kwa urefu wa kama mita mbili juu ya ardhi.

Vigezo Vinavyoathiri Mtawanyiko wa Uchafuzi

Aina mbili za vigezo huathiri mtawanyiko wa uchafuzi: vigezo vya chanzo na vigezo vya hali ya hewa. Kwa vigezo vya chanzo, viwango vinalingana na kiasi cha uchafuzi unaotolewa. Ikiwa vumbi linahusika, kipenyo cha chembe lazima kijulikane ili kubainisha mchanga na utuaji wa nyenzo (VDI 1992). Kwa vile viwango vya uso ni vya chini na urefu mkubwa wa rafu, kigezo hiki pia lazima kijulikane. Aidha, viwango hutegemea jumla ya kiasi cha gesi ya kutolea nje, pamoja na joto na kasi yake. Ikiwa hali ya joto ya gesi ya kutolea nje inazidi joto la hewa inayozunguka, gesi itakuwa chini ya buoyancy ya joto. Kasi yake ya kutolea nje, ambayo inaweza kuhesabiwa kutoka kwa kipenyo cha stack ya ndani na kiasi cha gesi ya kutolea nje, itasababisha kasi ya kasi. Fomula za kimajaribio zinaweza kutumika kuelezea vipengele hivi (VDI 1985; Venkatram na Wyngaard 1988). Inapaswa kusisitizwa kuwa sio wingi wa uchafuzi unaohusika bali ni gesi ya jumla ambayo inawajibika kwa kasi ya joto na nguvu.

Vigezo vya hali ya hewa vinavyoathiri mtawanyiko wa uchafuzi ni kasi ya upepo na mwelekeo, pamoja na utabakaji wima wa joto. Mkusanyiko wa uchafuzi unalingana na uwiano wa kasi ya upepo. Hii ni hasa kutokana na kasi ya usafiri. Kwa kuongezea, mchanganyiko wa msukosuko huongezeka kwa kasi ya upepo inayokua. Kwa vile kinachojulikana kama inversions (yaani, hali ambapo halijoto inaongezeka kwa urefu) huzuia mchanganyiko wa misukosuko, viwango vya juu vya uso huzingatiwa wakati wa utabakaji thabiti sana. Kinyume chake, hali za kushawishi huzidisha mchanganyiko wa wima na kwa hiyo huonyesha maadili ya chini ya mkusanyiko.

Viwango vya ubora wa hewa - kwa mfano, thamani za wastani za kila mwaka au asilimia 98 - kwa kawaida hutegemea takwimu. Kwa hivyo, data ya mfululizo wa wakati kwa vigezo husika vya hali ya hewa inahitajika. Kwa kweli, takwimu zinapaswa kuzingatia miaka kumi ya uchunguzi. Iwapo ni mfululizo wa muda mfupi zaidi unaopatikana, inafaa kuthibitishwa kuwa unawakilisha kwa muda mrefu zaidi. Hii inaweza kufanywa, kwa mfano, kwa uchambuzi wa mfululizo wa muda mrefu kutoka kwa tovuti nyingine za uchunguzi.

Msururu wa wakati wa hali ya hewa unaotumika pia unapaswa kuwa kiwakilishi cha tovuti inayozingatiwa - yaani, lazima iakisi sifa za mahali hapo. Hii ni muhimu haswa kuhusu viwango vya ubora wa hewa kulingana na sehemu za kilele za usambazaji, kama vile asilimia 98. Ikiwa hakuna mfululizo kama huo wa saa uliokaribia, modeli ya mtiririko wa hali ya hewa inaweza kutumika kukokotoa moja kutoka kwa data nyingine, kama itakavyoelezwa hapa chini.

Mpango wa Global Atmospheric Watch (GAW) (Miller na Soudine 1994) hutoa data na taarifa nyingine juu ya utungaji wa kemikali na sifa za kimwili zinazohusiana za angahewa, na mwelekeo wao, kwa lengo la kuelewa uhusiano kati ya mabadiliko ya muundo wa anga na mabadiliko ya kimataifa. na hali ya hewa ya eneo, usafiri wa anga wa masafa marefu na utuaji wa vitu vinavyoweza kudhuru juu ya mifumo ya mazingira ya nchi kavu, maji safi na baharini, na mzunguko wa asili wa vipengele vya kemikali katika mfumo wa angahewa/bahari/biosphere ya kimataifa, na athari za kianthropogenic hapo juu. Mpango wa GAW una maeneo manne ya shughuli: Mfumo wa Uangalizi wa Ozoni Ulimwenguni (GO3OS), ufuatiliaji wa kimataifa wa utunzi wa mandharinyuma ya angahewa, ikijumuisha Usuli wa Mtandao wa Kufuatilia Uchafuzi wa Hewa (BAPMoN); utawanyiko, usafiri, mabadiliko ya kemikali na uwekaji wa uchafuzi wa anga juu ya ardhi na bahari kwa mizani tofauti ya wakati na nafasi; kubadilishana uchafuzi wa mazingira kati ya anga na sehemu zingine za mazingira; na ufuatiliaji jumuishi. Mojawapo ya vipengele muhimu vya GAW ni kuanzishwa kwa Vituo vya Shughuli za Sayansi ya Uhakikisho wa Ubora ili kusimamia ubora wa data zinazozalishwa chini ya GAW.

Dhana za Kuiga Uchafuzi wa Hewa

Kama ilivyoelezwa hapo juu, mtawanyiko wa uchafuzi wa mazingira unategemea hali ya utoaji, usafiri na mchanganyiko wa misukosuko. Kwa kutumia mlingano kamili unaoelezea vipengele hivi huitwa Eulerian dispersion modeling (Pielke 1984). Kwa mbinu hii, faida na hasara za uchafuzi unaozungumziwa zinapaswa kuamuliwa katika kila hatua kwenye gridi ya anga ya kimawazo na katika hatua mahususi za wakati. Kwa vile njia hii ni ngumu sana na inatumia muda wa kompyuta, kwa kawaida haiwezi kushughulikiwa kimazoea. Walakini, kwa matumizi mengi, inaweza kurahisishwa kwa kutumia mawazo yafuatayo:

• hakuna mabadiliko ya hali ya utoaji kwa wakati

• hakuna mabadiliko ya hali ya hewa wakati wa usafiri

• kasi ya upepo juu ya 1 m / s.

Katika kesi hii, equation iliyotajwa hapo juu inaweza kutatuliwa kwa uchambuzi. Fomula inayotokana inaelezea bomba na usambazaji wa mkusanyiko wa Gaussian, mfano wa bomba la Gaussian (VDI 1992). Vigezo vya usambazaji hutegemea hali ya hali ya hewa na umbali wa chini ya upepo na vile vile urefu wa mrundikano. Lazima ziamuliwe kwa nguvu (Venkatram na Wyngaard 1988). Hali ambapo utoaji na/au vigezo vya hali ya hewa hutofautiana kwa kiasi kikubwa katika muda na/au nafasi vinaweza kuelezewa na modeli ya puff ya Gaussian (VDI 1994). Chini ya mbinu hii, pumzi tofauti hutolewa kwa hatua za wakati maalum, kila moja ikifuata njia yake kulingana na hali ya sasa ya hali ya hewa. Katika njia yake, kila pumzi inakua kulingana na mchanganyiko wa msukosuko. Vigezo vinavyoelezea ukuaji huu, tena, vinapaswa kuamuliwa kutoka kwa data ya majaribio (Venkatram na Wyngaard 1988). Inapaswa kusisitizwa, hata hivyo, ili kufikia lengo hili, vigezo vya pembejeo lazima vipatikane na azimio muhimu kwa wakati na / au nafasi.

Kuhusu kutolewa kwa bahati mbaya au uchunguzi wa kesi moja, mfano wa Lagrangi au chembe (Mwongozo wa VDI 3945, Sehemu ya 3) inapendekezwa. Wazo kwa hivyo ni kukokotoa njia za chembe nyingi, ambazo kila moja inawakilisha kiwango maalum cha uchafuzi unaohusika. Njia za kibinafsi zinajumuisha usafiri na upepo wa wastani na usumbufu wa stochastic. Kwa sababu ya sehemu ya stochastiki, njia hazikubaliani kabisa, lakini zinaonyesha mchanganyiko kwa msukosuko. Kimsingi, mifano ya Lagrangian ina uwezo wa kuzingatia hali ngumu ya hali ya hewa - haswa, upepo na msukosuko; sehemu zinazokokotolewa na miundo ya mtiririko iliyoelezwa hapa chini inaweza kutumika kwa muundo wa utawanyiko wa Lagrangian.

Muundo wa Mtawanyiko katika Mandhari Changamano

Iwapo viwango vya uchafuzi itabidi kubainishwa katika eneo lenye muundo, inaweza kuwa muhimu kujumuisha athari za topografia kwenye mtawanyiko wa uchafuzi katika uundaji wa miundo. Athari kama hizo ni, kwa mfano, usafiri unaofuata muundo wa topografia, au mifumo ya upepo wa joto kama vile upepo wa baharini au upepo wa milimani, ambao hubadilisha mwelekeo wa upepo wakati wa mchana.

Athari kama hizo zikitokea kwa kiwango kikubwa zaidi kuliko eneo la kielelezo, athari inaweza kuzingatiwa kwa kutumia data ya hali ya hewa inayoakisi sifa za ndani. Ikiwa hakuna data kama hiyo inayopatikana, muundo wa pande tatu unaosisitizwa kwenye mtiririko na topografia unaweza kupatikana kwa kutumia modeli inayolingana ya mtiririko. Kulingana na data hizi, uundaji wa muundo wa mtawanyiko wenyewe unaweza kufanywa kwa kuchukulia usawa wa usawa kama ilivyoelezwa hapo juu katika kisa cha modeli ya manyoya ya Gaussian. Hata hivyo, katika hali ambapo hali ya upepo inabadilika sana ndani ya eneo la mfano, modeli ya mtawanyiko yenyewe inapaswa kuzingatia mtiririko wa tatu-dimensional unaoathiriwa na muundo wa topografia. Kama ilivyoelezwa hapo juu, hii inaweza kufanywa kwa kutumia puff ya Gaussian au mfano wa Lagrangian. Njia nyingine ni kufanya modeli ngumu zaidi ya Eulerian.

Kuamua mwelekeo wa upepo kwa mujibu wa ardhi ya eneo iliyopangwa kitopografia, muundo wa mtiririko wa wingi unaolingana au uchunguzi unaweza kutumika (Pielke 1984). Kwa kutumia mbinu hii, mtiririko umewekwa kwenye topografia kwa kutofautisha thamani za awali kidogo iwezekanavyo na kwa kuweka wingi wake sawa. Kwa vile hii ni mbinu inayoleta matokeo ya haraka, inaweza pia kutumiwa kukokotoa takwimu za upepo kwa tovuti fulani ikiwa hakuna uchunguzi unaopatikana. Kwa kufanya hivyo, takwimu za upepo wa geostrophic (yaani, data ya hewa ya juu kutoka kwa rawinsondes) hutumiwa.

Ikiwa, hata hivyo, mifumo ya upepo wa joto inapaswa kuzingatiwa kwa undani zaidi, mifano inayoitwa ya ubashiri inapaswa kutumika. Kulingana na kiwango na mwinuko wa eneo la mfano, mbinu ya hydrostatic, au hata ngumu zaidi isiyo ya hidrostatic, inafaa (VDI 1981). Mifano ya aina hii inahitaji nguvu nyingi za kompyuta, pamoja na uzoefu mkubwa katika matumizi. Uamuzi wa viwango kulingana na njia za kila mwaka, kwa ujumla, haziwezekani na mifano hii. Badala yake, tafiti mbaya zaidi zinaweza kufanywa kwa kuzingatia mwelekeo mmoja tu wa upepo na vigezo hivyo vya kasi ya upepo na utabakishaji ambavyo husababisha viwango vya juu zaidi vya mkusanyiko wa uso. Ikiwa maadili hayo ya hali mbaya zaidi hayazidi viwango vya ubora wa hewa, tafiti za kina zaidi hazihitajiki.

Kielelezo 2. Muundo wa topografia wa eneo la mfano

Mchoro wa 2, mchoro wa 3 na mchoro wa 4 unaonyesha jinsi usafiri na usambazaji wa vichafuzi unavyoweza kuwasilishwa kuhusiana na ushawishi wa hali ya hewa ya ardhi na upepo inayotokana na kuzingatia masafa ya uso na kijiostrofiki ya upepo.

Mchoro 3. Usambazaji wa masafa ya uso kama inavyobainishwa kutoka kwa usambazaji wa masafa ya kijiostrofiki

Mchoro 4. Wastani wa viwango vya uchafuzi wa kila mwaka kwa eneo la dhahania vinavyokokotolewa kutoka kwa usambazaji wa masafa ya kijiostrofiki kwa sehemu tofauti za upepo.

Muundo wa Mtawanyiko Katika Hali ya Vyanzo vya Chini

Kwa kuzingatia uchafuzi wa hewa unaosababishwa na vyanzo vya chini (yaani, urefu wa mrundikano kwa mpangilio wa urefu wa jengo au uzalishaji wa trafiki barabarani) ushawishi wa majengo yanayozunguka unapaswa kuzingatiwa. Utoaji wa gesi za barabarani utanaswa kwa kiasi fulani katika korongo za barabarani. Michanganyiko ya kimajaribio imepatikana kuelezea hili (Yamartino na Wiegand 1986).

Vichafuzi vinavyotolewa kutoka kwa rundo la chini lililo kwenye jengo vitanaswa katika mzunguko wa upande wa lee wa jengo. Upeo wa mzunguko huu wa lee inategemea urefu na upana wa jengo, pamoja na kasi ya upepo. Kwa hivyo, mbinu zilizorahisishwa za kuelezea mtawanyiko wa uchafuzi katika hali kama hiyo, kwa kuzingatia urefu wa jengo, sio halali kwa ujumla. Upeo wa wima na mlalo wa mzunguko wa lee umepatikana kutoka kwa masomo ya handaki ya upepo (Hosker 1985) na inaweza kutekelezwa katika mifano ya uchunguzi wa wingi. Mara tu uwanja wa mtiririko utakapoamuliwa, inaweza kutumika kuhesabu usafirishaji na mchanganyiko wa msukosuko wa uchafuzi unaotolewa. Hii inaweza kufanywa na modeli ya utawanyiko wa Lagrangian au Eulerian.

Masomo ya kina zaidi - kuhusu matoleo ya bahati mbaya, kwa mfano - yanaweza kufanywa tu kwa kutumia mtiririko usio na hidrostatic na mifano ya utawanyiko badala ya mbinu ya uchunguzi. Kwa vile hii, kwa ujumla, inahitaji nguvu kubwa ya kompyuta, mbinu mbaya zaidi kama ilivyoelezwa hapo juu inapendekezwa kabla ya modeli kamili ya takwimu.

Back