№80-25
Удосконалення методики прогнозування несприятлитих метеорологічних умов для розсіювання забруднювальних речовин в атмосферному повітрі
Ю.В. Бучавий1, П.К. Ломазов1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 80:262–274
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/80.262
АНОТАЦІЯ
Мета. Удосконалити методику прогнозування несприятливих метеорологічних умов для розсіювання забруднювальних речовин на основі розрахунку параметрів стратифікації атмосфери за синоптичними прогнозами.
Методика досліджень. Дослідження базується на методах математичного моделювання процесів атмосферної дифузії, аналізу емпіричних даних та результатів метеорологічних спостережень. Використано методики визначення класу стійкості приземного атмосферного шару, обчислення коефіцієнта вертикального турбулентного обміну домішок у ньому, а також оцінки впливу погодних умов на розповсюдження забруднюючих речовин. Додатково застосовані статистичні методи обробки даних для покращення точності моделей атмосферної дифузії.
Результати досліджень. Запропоновано удосконалений алгоритм обчислення вертикальної турбулентної дифузії забруднювачів в атмосфері за метеорологічними даними. Алгоритм враховує параметри вітру, температурні градієнти, атмосферну стратифікацію та хмарність. Розроблений підхід дозволяє підвищити точність прогнозів концентрацій забруднюючих речовин у міському середовищі, а також прогнозувати несприятливі для розсіювання погодні умови.
Наукова новизна. Виявлено залежність між швидкістю вітру, хмарністю, висотою Сонця над обрієм та коефіцієнтом вертикальної дифузії, що дозволяє прогнозувати несприятливі метеорологічні умови для розсіювання забруднювальних речовин в атмосферному повітрі. Обґрунтовано вдосконалений алгоритм розрахунку вертикальної турбулентної дифузії забруднювальних речовин в атмосфері, що враховує метеорологічні параметри та дозволяє підвищити точність моделювання процесів розповсюдження домішок у приземному шарі повітря.
Практичне значення. Прогнозування несприятливих метеорологічних умов на період до 3–7 днів дозволить промисловим підприємствам заздалегідь корегувати інтенсивність викидів забруднювальних речовин, що сприятиме зниженню їх впливу на здоров’я населення. Запропонований підхід може бути використаний у системах моніторингу довкілля, при розробці стратегій зменшення забруднення, а також у наукових дослідженнях з моделювання атмосферних процесів. Врахування метеорологічних факторів у прогнозуванні забруднення повітря сприятиме більш ефективному плануванню заходів щодо зниження рівня шкідливих викидів та захисту громадського здоров’я.
Ключові слова: моделі атмосферної дифузії, джерела забруднення атмосфери, промислові викиди, стратифікація атмосфери.
Перелік посилань
1. U.S. Environmental Protection Agency. (n.d.). Air quality dispersion modeling – Preferred and recommended models. https://www.epa.gov/scram/air-quality-dispersion-modeling-preferred-and-recommended-models#aermod
2. U.S. Environmental Protection Agency. (n.d.). User's guide for the industrial source complex (ISC3) dispersion models, volume 2: Description of model algorithms. https://nepis.epa.gov
3. CALPUFF Modeling System. (n.d.). https://calpuff.org
4. International Atomic Energy Agency. (1987). Techniques and decision making in the assessment of off-site consequences of an accident in a nuclear facility (Safety Series No. 86). International Atomic Energy Agency.
5. Держгідромет України. (2010). Методичні вказівки щодо прогнозування метеорологічних умов формування рівнів забруднення повітря в містах України (КД 52.9.4.01-09). Наказ №77 від 14.12.2010.
6. Глушков, О. В., та ін. (2014). Аналіз та прогнозування екологічного стану повітряного басейну промислових міст з урахуванням метеорологічних та антропогенних факторів: Нові математичні моделі та новітні експериментальні технології. Одеський державний екологічний університет.
7. Полетаєва, Л. Н. (2016). Прогноз метеорологічних умов забруднення повітряного басейну Києва. Вісник ХНУ імені В. Н. Каразіна. Серія: Екологія, 14, 1–10.
8. Давидова, О. Ю., Писаревський, І. М., & Ладиженська, Р. С. (2012). Управління якістю продукції та послуг у готельно-ресторанному господарстві: навч. посібник. ХНАМГ.
9. Turner, B. (1961). Relationship between 24-hour mean air quality measurements and meteorological factors in Nashville, Tennessee. Journal of the Air Pollution Control Association, 11, 483–489.
10. Pasquill, F. (1962). Atmospheric diffusion. Van Nostrand Co. Ltd.
11. Pasquill, F. (1976). Atmospheric dispersion parameters in Gaussian plume modeling: Part II. Possible requirements for change in the Turner workbook values (EPA-600/4-76-030b). U.S. Environmental Protection Agency.
12. Duffett-Smith, P. (1995). Practical astronomy with your calculator (3rd ed.). Cambridge University Press.
13. Meteoblue. (2024). Архів погоди Dnipro. https://www.meteoblue.com/uk/weather/historyclimate/weatherarchive/dnipro_ukraine_709930?fcstlength=1m&year=2024&month=3
14. Метеопост. (n.d.). METEOFOR_Погода в аеропорту Дніпро сьогодні, прогноз погоди аеропорт Дніпро на сьогодні. https://meteofor.com.ua/weather-dnipro-14408
