Luchtkwaliteitsmodellering in VLA/BE

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Luchtkwaliteitsmodellering in VLA/BE"

Louisa Kuipersё
9 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Luchtkwaliteitsmodellering in VLA/BE Frans Fierens, VMM-IRCEL studiedag 'Lokale luchtkwaliteitsmodellering: de wetenschap, de rekentools 31 januari /02/2017 1

2 Waarom modelleren naast/samen met metingen? Voorspellen van de luchtkwaliteit (smogepisodes ) op korte termijn (enkele dagen) voorspellings modellen Ruimtelijke beoordeling van de luchtkwaliteit (ook waar niet gemeten wordt ) assessment modellen Impact van emissiereducties/toenames, prognoses op middellange/lange termijn (2020,2025,...), brontoewijzing, blame matrix,... scenario modellen 1/02/2017 2

3 Voorspellingsmodellen CHIMERE - deterministisch grid model OVL ( Operationeel model Voorspelling Luchtkwaliteit ) neuraal netwerk model 1/02/2017 3

4 CHIMERE (1/3) Grid model, standaard resolutie 0.5 x 0.5 graden Emissies + Meteo + Landgebruik + Randvoorwaarden + Fysico-Chemie -> concentraties (PM, NO 2, O 3,...) Domein: Europa 1/02/2017 4

5 CHIMERE (2/3) oplossen differentiaalvergelijking 1/02/2017 5

6 CHIMERE (3/3) Postprocessing: Biascorrectie voor fijn stof (via vergelijking modeloutput - metingen verleden) : nodig omdat alle deterministische modellen fijn stof onderschatten. ( hogere resolutie op basis van RIO methodologie + OVL) 1/02/2017 6

OVL Operationeel model Voorspelling Luchtkwaliteit Neuraal netwerk model -> statistisch Alleen voorspellingen voor meetplaatsen (met voldoende lange tijdsreeks metingen) training

7 OVL Operationeel model Voorspelling Luchtkwaliteit Neuraal netwerk model -> statistisch Alleen voorspellingen voor meetplaatsen (met voldoende lange tijdsreeks metingen) training Vergelijking tussen een aantal meteo variabelen en metingen uit het verleden Op basis van meteovoorspellingen -> model zoekt naar vergelijkbare situatie in het verleden PM10 (ozon: SMOGSTOP ) 1/02/2017 7

8 Modellen kunnen ook fout zijn of hebben onzekerheid (Lesoir, 14/11/2016) 1/02/2017 8

9 ... Meer recent voorbeeld Voorspelling 22/01/2017 voor dag +1 Metingen dag +1 (23/01/2017) Oorzaken? Niet altijd even duidelijk, luchtkwaliteit voorspellen (zeker fijn stof) blijft moeilijk 1/02/2017 9

10 Assessment modellen Ruimtelijk beoordelen van real-time en historische luchtkwaliteit Interpolatiemodellen RIO (ruimtelijke resolutie 4x4 km²) Interpolatiemodel + bigaussiaans dispersiemodel RIO-IFDM (resolutie enkele 10-tallen meters) Interpolatiemodel + bigaussiaans dispersiemodel + streetcanyon model RIO-IFDM-OSPM (resolutie IFDM, maar met streetcanyon effecten) Kan ook met deterministische modellen, maar (veel) grotere onzekerheid dan interpolatie metingen VLOPS (Vlaamse OPS) CHIMERE,... 1/02/

11 RIO interpolatiemodel (1/2) Eerst alleen ozon: Ruimtelijke Interpolatie Ozon Nadien ook NO 2, PM10, PM2.5 Via relatie tussen landgebruik (CORINE) en lange termijn gemiddelde concentraties) 140 week 44N029 NO 44N012 42R894 44R750 42R891 42R897 42N015 42R893 42N016 44R740 42R892 42R801 44R72144R731 44R701 40HB2342R832 40LD0140LD02 40ML0142R841 40OB01 42R020 41WOL142R urb back urb ind traff rural 42N040 41R012 43N070 43N073 43R240 43R223 43N066 NO 2 [ g/m 3 ] 80 45R50145R512 45R502 43N N N121 43N log 1 CORINE. i ai ncorine class i ncorine class i i 11

12 C [µg/m³] RIO interpolatiemodel (2/2) Schema: 1. de-trenden: meetwaarden onafhankelijk maken lokale invloed via een driver 2. ruimtelijke interpolatie (Kriging ) 3. re-trenden: in elke gridcel terug lokale invloed toevoegen C

13 RIO 4x4 km² kaart NO 2, /02/

14 RIO-IFDM : naar hogere ruimtelijke resolutie Combinatie RIO 4x4 km² kaarten + bigaussiaans dispersiemodel Emissies lijnbronnen (verkeer, scheepvaart) Emissies puntbronnen (industrie) Andere emissies (huishoudens,...): in RIO 4x4 achtergrond Beperkingen o.a.: Open Streets (geen obstakels langs wegen) Geen streetcanyon effecten Geen stop and go (verkeerslichten) 14

15 RIO-IFDM, NO 2 Vlaanderen

16 RIO-IFDM, NO 2 zoom Antwerpen

17 RIO-IFDM-OSPM (=RIO-IFDM + effecten streetcanyons) 1/02/

18 Validatieoefeningen RIO-IFDM RIO RIO en RIO-IFDM voldoen aan Model Quality Objectives volgens FAIRMODE (delta tool) 1/02/

19 Toepassingen VLOPS Jaarlijkse rapportering Vlaanderen Geografische spreiding van verzurende en vermestende depositie (1x1km²) Geografische spreiding CO-, SO 2 - en NH 3 -jaargemiddelde concentratie (1x1km²) Droge depositiesnelheden Historische tijdreeks verzuring en vermesting Aandeel sectoren en import verzurende en vermestende depositie Jaarlijkse rapportering Antwerps Havengebied (250x250m²) Geografische spreiding SO 2 -jaargemiddelde concentratie (250x250m²) PAS (beleid N-depositie in natuurgebieden) Geografische spreiding vermestende depositie (1x1km²) Input voor bepaling opp. natuur met overschrijding kritische lasten 1/02/

20 Scenariomodellen Berekenen van impact van beleidsmaatregelen Wat is het effect van trager rijden tijdens smogalarm? Wat is impact van nieuwe NEC emissieplafonds op de luchtkwaliteit zijn in 2020? 2030? Impact klimaatverandering 2050? 2100? Impact van toenemend gebruik biomassa?... Kan alleen via deterministische modellen, o.a. BelEUROS CHIMERE VLOPS 1/02/

21 Scenariomodellen, voorbeelden (1/3) Impact emissiescenario s, Noord-West EU 1/02/

22 Scenariomodellen, voorbeelden (2/3) Blame Matrix (CHIMERE) PM10: groot aandeel emissies buiten VLA EC: grootste aandeel emissies in VLA zelf Deutsch et al. 2013

23 Scenariomodellen, voorbeelden (3/3) Brontoewijzing (CHIMERE, emissies 2010) SNAP MacroSector VLA average (µg/m³) NC No control 15.1 MS1 Combustion in energy MS2 Non industrial combustion MS3 Combustion in inergy MS4 Production processes MS7 Road transport 1.54 MS8 Other mobile sources MS9 Waste treatment MS10 Agriculture 2.18 Total Total 21.5 (aandeel MS2 onderschat: emissies huishoudens ondertussen veel belangrijker, zie houtverbranding) 1/02/

24 Toekomstige ontwikkelingen, belangrijkste aandachtspunten OPAQ Operational Prediction of Air Quality : Framework voor bundelen van de statistische/neurale netwerkmodellen Haalbaarheid + doorrekenen RIO-IFMD-OSPM gans Vlaanderen (rekentechnische uitdaging) Nauwkeurige verkeersemissiedata knelpunt (?), zie citizen science project curieuzeneuzen Installatie nieuwe CHIMERE versie hogere ruimtelijke resolutie voorspellingen (korte termijn) VLOPS Verhogen resolutie naar 250x250m VLA Bekijken gebruik LT-OPS : seizoenaliteit NH3 Verbetering invoergegevens 1/02/

Dank voor uw aandacht! f.fierens@vmm.be fierens@irceline.

25 Dank voor uw aandacht! twitter.com/smog_be

Vergelijkbare documenten

Meten en modelleren: vaststellingen en toekomstperspectief. Bo Van den Bril en David Roet

Meten en modelleren: vaststellingen en toekomstperspectief Bo Van den Bril en David Roet Overschrijding kritische last 2/05/2016 2 Afname vermestende deposities 50 45 Vermestende depostie (kg N/(ha.jaar)