Spatial analysis of air masses backward trajectories in order to identify distant sources of fine particulate matter emission / Analiza przestrzenna wstecznych trajektorii mas powietrza w celu rozpoznania odległych źródeł emisji pyłu drobnego

Abstract

W pracy zaprezentowano metodę rozpoznawania odległych źródeł emisji pyłu drobnego PM2.5, polegającą na przestrzennej analizie łącznej informacji o imisji PM2.5 oraz o wstecznych trajektoriach mas powietrza, obliczonych za pomocą modelu HYSPLIT. Trajektorie wsteczne obliczono startując z wysokości 30, 50, 100 i 150 m n.p.g., dla trzech lokalizacji stacji pomiarowych stężeń PM2.5 (Diabla Góra, Gdańsk, Katowice), reprezentujących różne warunki środowiskowe. Wszystkim punktom pojedynczej trajektorii wstecznej przyporządkowano stężenie PM2.5 odpowiadające dacie startu obliczeń tej trajektorii. Użyto dobowych średnich stężeń PM2.5, a w przypadku Gdańska dodatkowo także godzinnych średnich, co umożliwiło ocenę skuteczności przedstawionej metody. Położenie odległych źródeł emisji pyłu drobnego zostało określone poprzez interpolację danych punktowych trajektorii do regularnej siatki przy zastosowaniu metody metryki danych. Każdemu węzłowi siatki przypisano wartość średnią obliczoną ze stężeń PM2.5 przyporządkowanych punktom trajektorii znajdujących się w obrębie tzw. elipsy wyszukiwania. Przed obliczeniem wartości średniej ukryto część danych, eliminując w ten sposób bliskie źródła emisji pyłu drobnego. Analizy objęły okres styczeń-marzec 2010 roku. Wyniki wskazały na odmienne pochodzenie mas powietrza w północnej i południowej Polsce. W Diablej Górze i Gdańsku odległe źródła emisji pyłu drobnego rozpoznano głównie w Białorusi i Rosji. W Katowicach również zaznaczył się wpływ źródeł białoruskich, ale jako najbardziej istotne odległe źródła emisji PM2.5 uznano te zlokalizowane na obszarze Rumunii, Węgier, Słowacji i Ukrainy.

Keywords

• backward trajectories
• air masses
• emission sources
• particulate matter
• PM2.5