Pobierz Raport z prognoz długoterminowych dla ozonu

Transkrypt

Ocena i prognoza zagrożeń dla
zdrowia ludzi i ekosystemów
związanych z zawartością ozonu
w troposferze w skali kraju i możliwości
wypełnienia zobowiązań unijnych
dotyczących poziomu zanieczyszczenia
powietrza ozonem w perspektywie do
2020 roku
raport z realizacji II etapu pracy
w ramach umowy nr 27/2008/F między Głównym Inspektoratem Ochrony
Środowiska a konsorcjum ATMOTERM S.A. i Cambridge Environmental
Research Consultants Ltd.
Zleceniodawca
Główny Inspektorat Ochrony Środowiska
Dofinansowano ze środków Narodowego Funduszu
Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
Umowa na przekazanie środków z NFOŚiGW nr 66/2008/Wn50/MN-PO-BD/D
między Głównym Inspektoratem Ochrony Środowiska a Narodowym Funduszem
Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
Ocena i prognoza zagrożeń dla zdrowia ludzi i ekosystemów związanych z zawartością ozonu
w troposferze w skali kraju
Zleceniodawca: Główny Inspektorat Ochrony Środowiska
ul. Wawelska 52/54
00-922 Warszawa
Dofinansowujący: Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
ul. Konstruktorska 3a
02-673 Warszawa
Ocena i prognoza zagrożeń dla zdrowia ludzi
i ekosystemów związanych z zawartością
ozonu w troposferze w skali kraju i możliwości
wypełnienia zobowiązań unijnych dotyczących
poziomu zanieczyszczenia powietrza ozonem
w perspektywie do 2020 roku
Etap II
Kierownik projektu:
mgr inż. Agnieszka Bartocha
Zespół Autorów:
dr inż. Marek Bogacki
prof. Andrzej Graczyk
dr inż. Jacek W. Kamiński
mgr inż. Jerzy Kuczer
mgr Marek Kuczer
mgr inż. Krzysztof Melka
mgr Tomasz Pawelec
dr inż. Iwona Rackiewicz
dr Wojciech Rogala
mgr inż. Marek Rosicki
dr inż. Joanna Strużewska
2
Spis treści
Oznaczenia użyte w pracy .................................................................................................................... 5
1.
Wstęp ............................................................................................................................................ 7
1.1. Streszczenie ............................................................................................................................... 7
1.2. Cel i zakres pracy ..................................................................................................................... 15
2.
Opracowanie zbiorów danych wymaganych do wykonania prognoz stężeń ozonu
troposferycznego dla lat 2010 i 2020 w odniesieniu do roku bazowego ............................ 19
2.1. Metodyka obliczeń emisji dla Europy i Polski w 2006 r. ........................................................... 19
2.1.2
Metodyka dezagregacji przestrzennej oraz weryfikacji ilościowej emisji ...................... 19
2.1.3
Metodyka obliczania emisji NO2/NO i SO4/SO2 ............................................................. 22
2.1.4
Profile zmienności emisji ............................................................................................... 22
2.2. Opis sposobu przygotowania i zakresu pozostałych danych wejściowych .............................. 24
2.2.1
Dane meteorologiczne ................................................................................................... 25
2.2.2
Dane geofizyczne .......................................................................................................... 26
2.3. Opis sporządzania prognoz emisji na lata 2010 i 2020 – prognoza podstawowa ................... 26
2.3.1
Analiza prognoz istniejących ......................................................................................... 26
2.3.2
Analiza prawa, polityk i prognoz gospodarczych ........................................................... 28
2.3.3
Metodyka opracowania prognozy .................................................................................. 30
2.3.4
Wybór scenariusza działań do prognozy ....................................................................... 31
2.4. Opis sporządzania prognoz emisji na lata 2010 i 2020 – prognoza rozszerzona .................... 34
2.4.2
Zaprojektowanie działań dodatkowych .......................................................................... 34
2.4.3
Wybór scenariuszy działań do prognozy ....................................................................... 35
2.5. Wyniki ....................................................................................................................................... 38
3.
Prognoza stanu zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego ozonem troposferycznym
dla lat 2010 i 2020 ...................................................................................................................... 47
3.1. Analiza sytuacji w roku bazowym – 2006 ................................................................................. 47
3.1.1
Weryfikacja modelu ....................................................................................................... 53
3.1.2
Analiza wyników modelowania dla Polski ..................................................................... 65
3.1.3
Udział napływów transgranicznych ................................................................................ 69
3.2. Analiza wyników modelowania dla prognoz na lata 2010 i 2020 – prognoza podstawowa
i rozszerzona ............................................................................................................................ 78
3.2.1
Prognoza stężeń ozonu w 2010 roku – podstawowa i rozszerzona ............................. 78
3.2.2
Prognoza stężeń ozonu w 2020 roku – podstawowa i rozszerzona ............................. 83
4.
Określenie wpływu krajowych źródeł emisji prekursorów ozonu na stężenie ozonu
troposferycznego w Polsce ...................................................................................................... 92
4.1. Identyfikacja krajowych źródeł emisji mających istotne znaczenie dla emisji prekursorów
ozonu ........................................................................................................................................ 92
4.2. Analiza możliwych działań sprzyjających nie przekraczaniu poziomów stężeń mających
negatywny wpływ na zdrowie ludzi i ekosystemy ..................................................................... 96
4.2.1
Rozwiązania systemowe ............................................................................................... 96
4.2.2
Działania lokalne krótko i średnioterminowe ............................................................... 104
4.2.3
Wybór działań dodatkowych - optymalizacja rozwiązań ............................................. 105
5.
Analiza możliwości osiągnięcia wymaganych prawem UE stężeń ozonu ......................... 109
5.1. Metodyka szacowania kosztów scenariuszy redukcji emisji prekursorów ozonu .................. 109
5.2. Wyniki obliczeń ....................................................................................................................... 110
5.3. Określenie zasadności ekonomicznej przyjętych rozwiązań: porównanie kosztów i korzyści 118
6.
Wspomaganie oceny jakości powietrza, pod kątem stężeń ozonu i jego prekursorów,
poprzez
opracowanie
instrukcji
(podręcznika)
użytkowania
wybranego
modelu
rozprzestrzeniania się ozonu troposferycznego .................................................................. 120
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
System wspomagania ocen jakości powietrza – opis ogólny................................................. 120
Analiza i wskazania odnośnie wyboru modelu ....................................................................... 123
Ocena możliwości zastosowania modelu przez GIOŚ i WIOŚ .............................................. 124
Kryteria wyboru modelu - uzasadnienie ................................................................................. 125
3
7.
6.5. Wybór modelu i wnioski .......................................................................................................... 127
Podsumowanie ........................................................................................................................ 128
Spis tabel ............................................................................................................................................ 133
Spis rysunków ................................................................................................................................... 135
Załącznik 1. Instrukcja użytkowania modelu rozprzestrzeniania się w atmosferze ozonu i jego
prekursorów ............................................................................................................................. 137
Załącznik 2. Zestawienie danych wykorzystanych do wykonania analizy sytuacji w roku
bazowym oraz prognoz ozonu troposferycznego dla lat 2010 i 2020 ................................ 152
Załącznik 3 ......................................................................................................................................... 159
4
Oznaczenia użyte w pracy
SWOJP – System Wspomagania Ocen Jakości Powietrza
EMEP – Environmental Monitoring and Evaluation Programme (międzynarodowy program dotyczący
badań oraz współpracy w dziedzinie monitorowania i oceny transgranicznego przenoszenia substancji
zanieczyszczających powietrze); http://www.emep.int/
GIOŚ – Główny Inspektorat Ochrony Środowiska
WIOŚ – Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska
PMŚ – Państwowy Monitoring Środowiska
SNAP – Selected Nomenclature for Air Pollution (klasyfikacja źródeł emisji). Układ obejmujący 11
głównych kategorii źródeł emisji, podzielonych na ponad 400 podkategorii szczegółowych.
Klasyfikacja SNAP wykorzystywana jest przy raportowaniu emisji z poszczególnych krajów na
potrzeby Sekretariatu Europejskiej Komisji Gospodarczej ONZ (UN ECE) oraz programu EMEP.
SNAP1 - Procesy spalania w sektorze produkcji i transformacji energii
SNAP2 – Procesy spalania w sektorze komunalnym i mieszkaniowym
SNAP3 – Procesy spalania w przemyśle
SNAP4 – Procesy produkcyjne
SNAP5 – Wydobycie i dystrybucja paliw kopalnych
SNAP6 – Zastosowanie rozpuszczalników i innych produktów
SNAP7 – Transport drogowy
SNAP8 – Inne pojazdy i urządzenia
SNAP9 – Zagospodarowanie odpadów
SNAP10 – Rolnictwo
EPER
– European Pollutant Emission Register (Europejski Rejestr Emisji Zanieczyszczeń);
http://eper.eea.europa.eu/eper/
EURO – europejskie normy emisji spalin
KE – Komisja Europejska
KCIE – Krajowe Centrum Inwentaryzacji Emisji; http://emisje.ios.edu.pl/kcie/
EEA – European Environment Agency (Europejska Agencja Środowiska); http://www.eea.europa.eu/
SOZAT – system informatyczny do zbierania i przetwarzania informacji o środowisku i jego ochronie
opracowany przez firmę ATMOTERM S.A.
GEIA i EDGAR2.0 – bazy danych o emisjach globalnych, wykorzystywane jako dane wejściowe do
modeli
NMLZO – Niemetanowe Lotne Związki Organiczne
TZO – Trwałe Zanieczyszczenia Organiczne. Grupa ta obejmuje m.in.: polichlorowane
dibenzodioksynydioksyny i dibenzofurany (PCDD/PCDF), polichlorowane bifenyle (PCBs),
sześciochlorobenzen (HCB), wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA)
NOx – tlenki azotu (suma NO i NO2)
SOx – tlenki siarki (suma SO2 i SO4)
3
AOT40 – suma różnic pomiędzy stężeniem średnim jednogodzinnym wyrażonym w µg/m a wartością
3
80 µg/m , dla każdej godziny w ciągu doby pomiędzy godziną 8.00 a 20.00 czasu
3
środkowoeuropejskiego CET, dla której stężenie jest większe niż 80 µg/m
5
SOMO35 – roczna suma maksymalnych średnich 8-godzinnych kroczących przekraczających 35 ppb
3
(70 µg/m ). Z każdego dnia maksymalna wartość ze wartości średnich 8-godzinnych kroczących dla
ozonu jest wybierana i sumowana jeśli przekracza wartość 35 ppb
POP – Program Ochrony Powietrza (wg dotychczasowych przepisów), Plan Ochrony Powietrza (wg
dyrektywy CAFE)
POŚ – ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. – Prawo ochrony środowiska (Dz. U. z 2008 r. Nr 25, poz.
150)
HDV – Heavy Duty Vehicles (pojazdy ciężarowe)
LDV – Light Duty Vehicles (pojazdy dostawcze)
BAT – Best Available Techniques (najlepsze dostępne techniki)
PM2,5 – pył o średnicy aerodynamicznej do 2,5 µm
PM10 – pył o średnicy aerodynamicznej do 10 µm
EMEP Unified – model przeznaczony do obliczeń transportu zanieczyszczeń w skali europejskiej, w
siatce 50 km x 50 km
GEM-AQ – Global Environmental Multiscale Air Quality model (wieloskalowy model eulerowski do
symulacji jakości powietrza); http://www.ekoprognoza.pl/index.php?id=2&lang=pl
CMAQ - Community Multiscale Air Quality model (wieloskalowy model eulerowski do symulacji jakości
powietrza); http://www.cmaq-model.org/
MCCM – Mesoscale Climate Chemistry Model (model eulerowski, oparty na meteorologicznym
modelu
mezoskalowym
MM5,
do
symulacji
jakości
powietrza);
http://imkifu.fzk.de/485.php?PHPSESSID=cal8vejpeng11hcuqk0qe1mnn7
CHIMERE
(model
eulerowski
http://www.lmd.polytechnique.fr/chimere/
do
symulacji
jakości
powietrza);
CAMx – Comprehensive Air quality Model with extentions (wieloskalowy model eulerowski do
symulacji jakości powietrza); http://www.camx.com/over/
Dyrektywa IPPC – Dyrektywa Rady 96/61/WE z dnia 24 września 1996 r. w sprawie zintegrowanego
zapobiegania zanieczyszczeniom i ich kontroli (Integrated Pollution Prevention and Control Zintegrowane Zapobieganie i Ograniczanie Zanieczyszczeń)
Dyrektywa NEC – Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2001/81/WE z dnia 23 października
2001 r. w sprawie krajowych limitów emisji niektórych zanieczyszczeń do powietrza (National
Emission Ceilings - Krajowe Limity Emisji)
Dyrektywa LCP – Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2001/80/WE z dnia 23 października
2001 r. w sprawie ograniczenia emisji niektórych zanieczyszczeń do powietrza z dużych źródeł
spalania paliw (Large Combustion Plants – Duże Źródła Spalania Paliw)
Dyrektywa CAFE – dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/50/WE z dnia 21 maja 2008 r.
w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy (Clean Air for Europe - Czyste
Powietrze dla Europy)
COST – European Cooperation in the Field of Scientific and Technical Research (Europejski Program
Współpracy w Dziedzinie Badań Naukowo-Technicznych)
MBE – Mean Bias Error (średnie odchylenie przeciętne)
RMSE - Root Mean Square Error (odchylenie średniokwadratowe)
2020a – prognoza podstawowa stężeń ozonu w 2020 r.
2020b – prognoza rozszerzona stężeń ozonu w 2020 r.
6
1. Wstęp
1.1. Streszczenie
Celem pracy było ustalenie wpływu krajowych źródeł emisji prekursorów ozonu oraz
transgranicznego przenoszenia zanieczyszczeń na stężenie ozonu troposferycznego w Polsce, w
oparciu o analizy krajowych i zagranicznych danych w tym zakresie oraz wykonanie prognoz
zanieczyszczenia powietrza ozonem przyziemnym w Polsce dla lat 2010 i 2020 wraz z
oszacowaniem, na tej podstawie, możliwości wypełnienia zobowiązań unijnych dotyczących
zanieczyszczenia powietrza ozonem, w świetle zagrożeń dla zdrowia ludzi i ekosystemów.
Rezultatem pracy jest m.in. wybrany scenariusz działań naprawczych zobrazowany na
poniższym schemacie:
Rysunek 1.1
Zobrazowanie najważniejszych rezultatów pracy
Scenariusz zakłada aktywne wdrażanie obecnie obowiązującego prawa, natomiast działania
dodatkowe naprawcze powinny koncentrować się wokół dwóch podstawowych aspektów. Pierwszym
z nich są działania związane z promowaniem wdrażania rozwiązań dotyczących redukcji prekursorów
ozonu w skali europejskiej. Drugim aspektem jest intensywne wspomaganie wdrażania obecnie
obowiązujących przepisów, w szczególności poprzez: likwidację barier we wdrażaniu przepisów,
stworzenie systemu wspomagania ocen jakości powietrza SWOJP, oraz przeprowadzenie kampanii
medialnej i informacyjnej mającej na celu podnoszenie świadomości społeczeństwa oraz samorządów
w zakresie problematyki ozonu.
7
Wynikiem pracy jest również propozycja wytycznych do systemu wspomagania ocen jakości
powietrza zakładająca stworzenie systemu modelowania na poziomie krajowym i regionalnym przy
użyciu modeli eulerowskich. W zakresie rozdzielczości modelu, z uwagi na fakt, że nie istnieją modele
do końca uniwersalne i każdy z modeli najlepiej sprawdza się w sobie właściwej skali, zaproponowano
wybór modelu o szeroko udokumentowanym zastosowaniu do symulacji procesów atmosferycznych w
skali globalnej i krajowej np. GEM-AQ. W odniesieniu do skali regionalnej można natomiast rozważyć
zastosowanie takich modeli jak: CMAQ, MCCM, czy CHIMERE, CAMx. Propozycję przedstawiono na
poniższym rysunku:
Rysunek 1.2
Schemat systemu wspomagania ocen jakości powietrza
Praca była wykonywana w sposób sekwencyjny – rezultaty wcześniejszego rozdziału były
wykorzystywane w następnym. Punktem wyjścia do dokonania oceny w zakresie udziałów
poszczególnych źródeł w kształtowaniu pola stężeń na analizowanym obszarze kraju było
opracowanie zbiorów danych wejściowych (dane emisyjne, meteorologiczne, geofizyczne) do obliczeń
rozprzestrzeniania się ozonu i jego prekursorów w roku bazowym oraz w latach prognozy. Za rok
bazowy, zgodnie z wynikami analizy przedstawionej w raporcie z I etapu pracy, przyjęto rok 2006,
natomiast prognozy zaprojektowano dla lat 2010 i 2020. Założono po dwie prognozy: podstawową –
opartą na obowiązującym prawie polskim i unijnym oraz najbardziej prawdopodobnych działaniach
tzw. „obecne prawo”, oraz rozszerzoną – opartą na prawie jw. wraz z działaniami najbardziej
efektywnymi pod względem redukcji emisji prekursorów ozonu tzw. „maksymalne redukcje”.
8
Dokonano zagęszczenia siatki EMEP (50 km x 50 km), charakteryzującej przestrzenny rozkład
emisji zanieczyszczeń dla Europy, do siatki o boku 25 km. W tym celu dla obszaru Polski
zastosowano autorskie metodyki szacowania emisji i jej rozkładu, poprzez dezagregację przestrzenną
oraz weryfikację ilościową emisji dla najważniejszych, pod względem emisji prekursorów ozonu,
kategorii źródeł SNAP tj. SNAP7 (transport drogowy), SNAP6 (zastosowanie rozpuszczalników i
innych produktów), SNAP2 (procesy spalania w sektorze komunalnym i mieszkaniowym), SNAP1
(procesy spalania w sektorze produkcji i transformacji energii), SNAP3 (procesy spalania w
przemyśle), SNAP4 (procesy produkcyjne), dzięki czemu uzyskano większą dokładność danych
w odniesieniu do jednostki przestrzennej. Uwzględniono również zmienność czasową emisji oraz jej
profile pionowe. Dane emisyjne z Europy i Świata przyjęto odpowiednio na podstawie: bazy EMEP
(dokonano równomiernej dezagregacji emisji do siatki o boku 25 km) oraz bazy emisji GEIA i
EDGAR2.0.
Porównując wielkości emisji prekursorów ozonu w roku bazowym oraz w latach prognozy
stwierdzono, że przyjęte założenia w zakresie redukcji emisji dla roku 2010 spowodują niewielkie
zmiany w wielkościach emisji prekursorów ozonu, co związane jest z krótkim horyzontem czasowym
dostępnym dla wprowadzania działań, zmiany te natomiast będą bardziej widoczne w roku 2020.
Spadek emisji będzie dotyczył w największym stopniu transportu (SNAP7) oraz procesów
energetycznego spalania paliw (SNAP1) – odpowiednio 77% i 74% w stosunku do roku 2006, dla
prognozy rozszerzonej.
W procesie przygotowania prognoz emisji prekursorów ozonu, przeanalizowano szczegółowo
prognozy istniejące, w tym prognozy gospodarcze, aktualnie obowiązujące i projektowane akty prawa
krajowego i wspólnotowego w zakresie przedmiotowych zagadnień, a także polityki i programy. W
pracy opisano dokładnie metodykę opracowania prognoz. Prognozę podstawową sporządzano na
podstawie
scenariusza
aktywnego
zakładającego
pełne
wdrażanie
i
realizację
obecnie
obowiązującego prawa, natomiast prognozę rozszerzoną wzbogacono o działania dodatkowe, które
zaprojektowano dla kategorii źródeł SNAP i aktywności zawartych w tych kategoriach, które mają
największy udział w emisji tj. dają największy potencjał redukcji w skali kraju. Dla prognozy
rozszerzonej wybrano scenariusz polegający na połączeniu działań administracyjnego regulowania
emisji wraz z działaniami nakierowanymi na zmianę postaw oraz zachętami ekonomicznymi; W
przypadku obu prognoz – podstawowej i rozszerzonej, szczegółowo opisano założenia przyjęte dla
poszczególnych kategorii źródeł SNAP.
Wykonano modelowania przestrzennego rozkładu podstawowych parametrów statystycznych,
istotnych z punktu widzenia dotrzymania dopuszczalnych norm ozonu w powietrzu za pomocą modelu
GEM-AQ, który został wybrany w wyniku I etapu pracy. Przeprowadzono 6 symulacji w tym 2 dla roku
bazowego 2006 i 4 dla lat 2010 i 2020.
W zakresie weryfikacji modelu uzyskano dobrą zgodność wyników modelowania z obliczeniami
– spełniają one wymogi Dyrektywy 2008/50/WE odnośnie dokładności.
Symulację mającą na celu określenie udziału transgranicznych źródeł prekursorów ozonu w
stężeniach ozonu na terenie kraju przeprowadzono poprzez wyłączenie źródeł z obszaru Polski. W
9
odniesieniu do liczby dni z przekroczeniami wartości docelowej 120 μg/m
3
dla najwyższej z 8-
godzinnych średnich kroczących wpływ emisji spoza Polski oceniono na ok. 50%. Dla indeksu
SOMO35 obliczenia modelowe wskazały na bardzo wysoki wpływ transportu transgranicznego rzędu
80%. Podobny udział ~85% został oszacowany dla stężenia średniego w miesiącach letnich
(czerwiec-lipiec-sierpień). Nieco mniejszy, ale również znaczący wpływ emisji spoza Polski na wartość
AOT40 – ok. 40% stwierdzono na przeważającym obszarze kraju. W obszarach charakteryzujących
się wysoką emisją lokalną wpływ transportu transgranicznego okazał się mniej znaczący (10 – 25 %).
Symulacje wykazały, że za stężenia maksymalne jednogodzinne odpowiedzialne są w głównej mierze
emisje krajowe oraz sytuacja meteorologiczna.
Wyniki rozkładów przestrzennych dla ozonu dla roku 2006 wykazały występowanie przekroczeń
dla wszystkich normowanych wskaźników zarówno ze względu na zdrowie ludzi jak i ochronę roślin.
Przekroczenia występowały w środkowej i południowo-zachodniej Polsce.
Symulacje dla prognoz dla roku 2010 wykazały, że zastosowana redukcja emisji spowodowała
zmniejszenie liczby godzin z przekroczeniami progu informowania społeczeństwa w stosunku do
scenariusza bazowego i ograniczenie obszaru, na którym występują tak wysokie stężenia do dużych
aglomeracji i ośrodków przemysłowych. Pomimo redukcji emisji w przypadku obu scenariuszy dla roku
3
2010, liczba dni z przekroczeniami wartości docelowej 120 μg/m jest w centrum kraju większa niż
dopuszczalne 25 przypadków. Dzięki obniżeniu się wartości tła w miesiącach letnich oraz
ograniczenia rozwoju epizodów indeks AOT40 został obniżony średnio o 20-25 %, i nie przekraczał
3
18000 μg/m h. Redukcja emisji spowodowała natomiast lokalnie wzrost stężeń ozonu m.in. w
miesiącach letnich nad obszarem Śląska oraz wzrost indeksu SOMO35 w rejonie Bełchatowa.
Redukcje emisji przyjęte dla wariantu 2020 a i b gwarantują poprawę jakości powietrza w
odniesieniu do ozonu przyziemnego, jednak nie eliminują występowania przekroczeń norm. Liczba
3
godzin z przekroczeniami progu informowania społeczeństwa 180 ug/m oraz obszar narażony na tak
3
wysokie stężenia zostały znacząco zredukowane; dla wariantu 2020b poziom alarmowy 240 μg/m nie
jest przekraczany na obszarze Polski. Występowanie wysokich stężeń 1-godzinnych jest związane z
poziomem lokalnej emisji i dotyka duże aglomeracje miejskie i obszary uprzemysłowione. Najbardziej
narażona jest Aglomeracja Śląska. W przypadku liczby dni z przekroczeniami wartości docelowej
120 μg/m
3
w odniesieniu do najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej stężeń ozonu można
stwierdzić, że o ile obszary dotknięte największą liczba przekroczeń znacząco się zmniejszyły, to
pomimo zastosowanej redukcji obszary z liczbą przekroczeń ok. 10 dni nie uległy znaczącej zmianie.
Indeks SOMO35 został znacząco zredukowany m.in. w południowo-zachodniej i środkowej części
kraju. Nieznaczna zmiana wystąpiła na obszarze Aglomeracji Śląskiej. W odniesieniu do wskaźnika
3
AOT40, w przypadku obu scenariuszy wartość 18 000 μg/m h nie jest przekraczana na obszarze
3
Polski. Obszar narażony na wartość AOT40 przewyższającą 10000 μg/m h uległ znacznemu
ograniczeniu. Pomimo zastosowanej redukcji jakość powietrza w rejonie województwa śląskiego nie
uległa znaczącej poprawie.
W celu określenia wpływu krajowych źródeł emisji prekursorów ozonu na stężenie ozonu
troposferycznego w Polsce, przeanalizowano wyniki modelowania dla roku 2006, z uwzględnieniem
10
źródeł emisji z obszaru Polski i spoza kraju oraz w wariancie zakładającym brak emisji z terytorium
Polski. Analizę oparto na porównaniach rastrów o najwyższych wskaźnikach z wartościami emisji dla
poszczególnych kategorii SNAP oraz na porównaniu przestrzennych rozkładów stężeń ozonu i emisji
poszczególnych kategorii SNAP. Obszary występowania wysokich poziomów stężeń pokrywają się z
obszarami występowania wysokich emisji z następujących typów źródeł:

w zakresie NOx: procesy spalania w produkcji i transformacji energii (SNAP1), procesy
spalania w przemyśle (SNAP3) oraz transport drogowy (SNAP7). Na uwagę zasługuje także
sektor: inne pojazdy i urządzenia (SNAP8).

w zakresie NMLZO: zastosowanie rozpuszczalników i innych produktów (SNAP6), transport
drogowy (SNAP7) oraz procesy spalania w sektorze komunalnym i mieszkaniowym
(SNAP2).
Korzystając z wyników przeprowadzonych modelowań oraz analiz w zakresie wpływu krajowych
źródeł emisji prekursorów ozonu na stężenie ozonu troposferycznego w Polsce, dokonano oceny
możliwych działań sprzyjających nie przekraczaniu poziomów stężeń, mających negatywny wpływ na
zdrowie ludzi i ekosystemy pod kątem wyboru optymalnych działań dodatkowych. Wyniki analiz
wskazały na potrzebę przede wszystkim:
a. znalezienia rozwiązań na poziomie Unii Europejskiej mających na celu wyeliminowanie
występowania przekroczeń wartości normowanych dla ozonu;
b. wspierania działań związanych z redukcją emisji prekursorów ozonu w ramach
obowiązującego prawa;
c.
podjęcia działań lokalnych i regionalnych na obszarach, na których występują
przekroczenia wartości stężeń godzinowych 180 i 240 μg/m
3
i o dużej gęstości
zaludnienia.
Jako efektywne wybrano następujące działania:

działania zgodne z obowiązującym prawem (wg scenariusza prognozy podstawowej) ze
szczególnym uwzględnieniem działań mających na celu redukcje wysokich stężeń ozonu na
obszarach zurbanizowanych wdrażanych w ramach programów ochrony powietrza;

działania mające na celu intensywne wspomaganie wdrażania obecnie obowiązujących
przepisów (zmiany organizacyjne, prawne i społeczne), w szczególności:
i.
likwidacja barier we wdrażaniu przepisów dotyczących ochrony powietrza w zakresie
ozonu;
ii.
stworzenie systemu wspomagania ocen jakości powietrza SWOJP;
iii.
przeprowadzenie kampanii medialnej i informacyjnej mającej na celu podnoszenie
świadomości społeczeństwa oraz samorządów w zakresie problematyki ozonu;

działania związane z promowaniem wdrażania rozwiązań w skali europejskiej.
11
Dokonano analizy ekonomicznej dla scenariusza prognozy rozszerzonej. Oszacowano koszty
redukcji emisji oraz korzyści, jakie przyniesie redukcja stężeń ozonu. Koszty redukcji emisji według
poszczególnych kategorii źródeł SNAP oszacowano na podstawie obliczonych wielkości redukcji w
roku 2020 oraz odpowiednich kosztów jednostkowych. Łączne, obliczone na tej podstawie koszty
redukcji dla trzech analizowanych zanieczyszczeń zostały oszacowane na 5,094 mld Euro. Po
weryfikacji kosztów drugą metodą (na podstawie jednostkowych kosztów redukcji dla obszaru)
ostatecznie przyjęto do dalszych analiz średnią wynikającą z obu metod: 4,655 mld Euro.
Korzyści z tytułu redukcji ozonu oszacowano jako zmniejszenie kosztów zewnętrznych
zanieczyszczenia ozonem w wyniku redukcji emisji w roku 2020 w stosunku do takich kosztów w roku
2006. Łączną wartość oszacowanych kosztów zewnętrznych wynikających z oddziaływania ozonu na
zdrowie i życie ludzi w Polsce w roku 2006 oszacowano na ok. 13,593 mld Euro. Koszty zewnętrzne
dla roku 2020 oszacowano na podstawie wskaźnika zmniejszenia między rokiem 2020 i 2006 liczby
dni, w których stężenie przekracza dopuszczalne wartości. Koszty obliczono dla poszczególnych
obszarów jako iloczyn tego wskaźnika i kosztów zewnętrznych oszacowanych dla roku 2020. Łączną
wartość oszacowanych kosztów zewnętrznych wynikających z oddziaływania ozonu na zdrowie i życie
ludzi w Polsce w roku 2020 oszacowano na ok. 1,125 mld Euro. Oznacza to, że korzyści z realizacji
programu ograniczania imisji ozonu można oceniać jako różnicę między kosztami zewnętrznymi
odpowiadającymi emisji w roku 2006 i kosztami zewnętrznymi oszacowanymi dla roku 2020. Wartość
korzyści wynosi 12,468 mld Euro rocznie na poziomie emisji i stężeń przewidywanych dla roku 2020.
O taką wartość mogą w 2020 roku być niższe koszty zewnętrzne, gdy zostanie zrealizowany program
redukcji emisji prekursorów ozonu.
Analizując zasadność ekonomiczną przyjętych rozwiązań sformułowano następujące wnioski:

Realizacja programu redukcji emisji ozonu w prognozie rozszerzonej zapewnia nadwyżkę
korzyści (związanych ze zmniejszeniem negatywnego wpływu na zdrowie ludzi i
ekosystemy) nad kosztami rzędu 7,9 mld Euro, na poziomie roku 2020. Koszt redukcji emisji
dla prognozy rozszerzonej wynosi ok. 4,6 mld Euro. Korzyści wynikające z redukcji stężeń
ozonu oszacowane są na poziomie 12,5 mld Euro rocznie;

Realizacja programu, choć ekonomicznie zasadna, może stanowić nadmierne obciążenie
dla gospodarki, co wyrażone jest zbyt wysokim udziałem kosztów redukcji w stosunku do
PKB (1,0%);

Koszty działań dodatkowych są stosunkowo niskie. Roczny koszt wybranych działań
kształtuje się w wysokości około 2,7 mln Euro, co stanowi mniej niż 0,06% kosztów
prognozy rozszerzonej i 0,14% kosztów prognozy podstawowej;

Analiza kosztów i korzyści wyraźnie wskazuje, że korzyści wynikające z redukcji stężeń
ozonu są dużo wyższe niż koszty działań. Jednakże biorąc pod uwagę sytuację
gospodarczą kraju oraz fakt, że polityka rynkowa i świadomość społeczna zarówno w Unii
Europejskiej jak i w Polsce nie jest jeszcze przystosowana do pełnego uwzględniania
kosztów zewnętrznych w rachunku ekonomicznym, należy przede wszystkim rozpocząć
12
działania mające na celu przygotowanie, od strony prawnej oraz świadomości społecznej,
do wdrażania bardziej restrykcyjnych zadań dotyczących redukcji emisji prekursorów ozonu
i do ponoszenia w związku z tym dodatkowych kosztów. Uwzględniając duży udział kosztów
w stosunku do PKB oraz dodatkowo również fakt, że udział źródeł krajowych w stężeniach
ozonu waha się od 20 do 50%, wdrażanie działań wykraczających znacznie poza obecnie
obowiązujące prawo wydaje się być nieuzasadnione ekonomicznie.
Na bazie doświadczeń wynikających z niniejszego raportu zaproponowano opracowanie i
wdrożenie systemu wspomagania ocen jakości powietrza w zakresie stężeń ozonu i jego
prekursorów. System składałby się z dwóch podsystemów:

krajowego – na poziomie GIOŚ;

regionalnego – na poziomie WIOŚ.
Wymieniono podstawowe założenia do systemu krajowego oraz regionalnego oraz zdefiniowano
najistotniejsze kryteria, jakie należy wziąć pod uwagę przy wyborze optymalnego modelu. Model taki
powinien:

być eulerowskim modelem siatkowym;

być wymieniony w co najmniej jednym podstawowym dokumencie europejskim poświęconym
modelowaniu regionalnemu COST728, AIR4EU tak, aby możliwe było przeprowadzenie obliczeń
mezoskalowych i uwzględnienie transgranicznego transportu prekursorów ozonu;

mieć udokumentowane przykłady zastosowań wraz z weryfikacją wyników wobec danych
obserwacyjnych w zakresie ozonu;

mieć udokumentowane przykłady zastosowania w podobnych warunkach do tych, które będą
wymagane w projekcie;

mieć dostępny kod i materiały informacyjne jednoznacznie określające zasady działania i warunki
użytkowania;

mieć krok siatki obliczeń, umożliwiający modelowanie w skali globalnej (50 km*50 km), w skali
kraju (15 km*15 km), oraz w skali regionalnej – województwa (5 km*5 km);

charakteryzować się stosunkowo niedługim czasem obliczeń (szczególnie istotne dla podsystemu
regionalnego);

zapewnić możliwość bezpośredniej konsultacji z autorami w zakresie interpretacji wyników.
W zakresie rozdzielczości modelu, z uwagi na fakt, że nie istnieją modele do końca uniwersalne
i każdy z modeli najlepiej sprawdza się w sobie właściwej skali, zaproponowano wybór modelu o
szeroko udokumentowanym zastosowaniu do symulacji procesów atmosferycznych w skali globalnej i
krajowej np. GEM-AQ. W odniesieniu do skali regionalnej można natomiast rozważyć zastosowanie
takich modeli jak: CAMx, CMAQ, MCCM, czy CHIMERE.
W Podsumowaniu wyników niniejszego raportu sformułowano następujące wnioski:
13
1. Transport transgraniczny zanieczyszczeń emitowanych poza obszarem Polski ma znaczący
udział w kształtowaniu poziomów stężeń ozonu przyziemnego na terenie kraju. Udział ten jest
różny, w zależności od rodzaju analizowanych parametrów – w odniesieniu do liczby dni z
przekroczeniami wartości docelowej 120 μg/m
3
dla najwyższej z 8-godzinnych średnich
kroczących wynosi ok. 50%, a dla indeksu SOMO35 nawet ok. 80%. Podobny udział ~85%
został oszacowany dla stężenia średniego w miesiącach letnich, najmniejszy, ok. 40% – dla
AOT40. Wpływ transportu transgranicznego maleje w obszarach charakteryzujących się
wysoką emisją lokalną (ok. 10 – 25 %);
2. Działania związane z intensywnym wdrażaniem nowych technologii w produkcji oraz urządzeń
kontroli emisji prekursorów ozonu, wykraczające w znacznym stopniu poza wymagania
prawne proponowane w prognozie rozszerzonej dla Polski nie wyeliminują występowania
negatywnego wpływu ozonu na ludzi i ekosystemy. Można zatem przypuszczać, że nie
przyniosą również efektu ekologicznego współmiernego do poniesionych nakładów;
3. W stosunku do bardzo wysokich stężeń ozonu (poziomy informowania oraz alarmowe),
działania polegające na redukcji lokalnych emisji prekursorów ozonu będą efektywne, w
3
stosunku natomiast do wskaźników charakteryzujących niższe stężenia (70-120 ug/m ),
stosowane powinny być działania w skali całej Europy i w skali globalnej;
4. Prognozy emisji przyjęte dla Europy wykazywały dużo mniejsze redukcje emisji prekursorów
ozonu w stosunku do zaprojektowanych prognoz dla Polski. Można zatem przypuszczać, że
większy efekt na stężenia ozonu w Polsce będą miały większe redukcje emisji prekursorów
ozonu w skali całej Europy;
5. Mając na uwadze wyniki przeprowadzonych analiz, wskazujące na niewielki wpływ działań
3
prowadzonych na poziomie lokalnym na stężenia rzędu 70-120 ug/m , zasadne jest
wyłączenie stref, w których występują przekroczenia poziomu docelowego ozonu w powietrzu
z obowiązku opracowania programu ochrony powietrza, wynikającego z art. 91 ust. 5 ustawy
POŚ, na rzecz przeniesienia tego obowiązku na poziom krajowy tj. opracowania i wdrożenia
krajowego programu działań w zakresie wyeliminowania przekroczeń ponadnormatywnych
poziomów ozonu w powietrzu, w tym również poziomu celu długoterminowego. Obecnie,
zgodnie z art. 91a ustawy POŚ, osiągnięcie tego standardu jest jednym z celów wojewódzkich
programów ochrony środowiska. Krajowy program działań powinien wskazywać wytyczne w
tym zakresie dla wojewódzkich programów ochrony środowiska. Przyjęcie opisanego wyżej
podejścia wymaga wprowadzenia pewnych zmian legislacyjnych w ustawie POŚ.
6. Uwzględniając istotną efektywność działań polegających na redukcji lokalnych emisji
prekursorów ozonu w stosunku do bardzo wysokich stężeń ozonu (poziomy informowania
oraz alarmowe), wskazuje się na konieczność tworzenia i realizowania na szczeblu
wojewódzkim planów działań krótkoterminowych, zgodnie z art. 92 ustawy POŚ;
7. Realizacja programu redukcji emisji ozonu w prognozie rozszerzonej zapewnia nadwyżkę
korzyści (związanych ze zmniejszeniem negatywnego wpływu na zdrowie ludzi i ekosystemy)
14
nad kosztami rzędu 7,9 mld Euro na poziomie roku 2020. Koszt redukcji emisji dla prognozy
rozszerzonej wynosi ok. 4,6 mld Euro. Korzyści wynikające z redukcji stężeń ozonu
oszacowane są na poziomie 12,5 mld Euro rocznie;
8. Realizacja programu, choć ekonomicznie zasadna, może stanowić nadmierne obciążenie dla
gospodarki, co wyrażone jest zbyt wysokim udziałem kosztów redukcji w stosunku do PKB
(1,0%);
9. Biorąc pod uwagę sytuację gospodarczą kraju oraz fakt, że polityka rynkowa i świadomość
społeczna zarówno w Unii Europejskiej jak i w Polsce nie jest jeszcze przystosowana do
pełnego uwzględniania kosztów zewnętrznych w rachunku ekonomicznym, należy przede
wszystkim rozpocząć działania mające na celu przygotowanie, od strony prawnej oraz
świadomości społecznej, do wdrażania bardziej restrykcyjnych zadań dotyczących redukcji
emisji prekursorów ozonu i do ponoszenia w związku z tym dodatkowych kosztów.
Uwzględniając duży udział kosztów w stosunku do PKB oraz dodatkowo również fakt, że
udział źródeł krajowych w stężeniach ozonu waha się od 20 do 50%, wdrażanie działań
wykraczających znacznie poza obecnie obowiązujące prawo wydaje się być nieuzasadnione
ekonomicznie.
1.2. Cel i zakres pracy
Niniejsze opracowanie jest raportem z drugiej części projektu realizowanego przez zespół
ekspertów z firmy ATMOTERM S.A. z Opola oraz CERC z Cambridge na zamówienie Głównego
Inspektoratu Ochrony Środowiska na podstawie umowy nr 27/2008/F.
Ze względu na przypadki występowania przekroczeń poziomów docelowych ozonu w Polsce,
wynikła
potrzeba
określenia
źródeł
wpływających
na
rozkład
poziomów
stężeń
ozonu
troposferycznego na obszarze kraju oraz wskazania najefektywniejszych możliwych działań
naprawczych.
Celem przedsięwzięcia jest ustalenie wpływu krajowych źródeł emisji prekursorów ozonu oraz
transgranicznego przenoszenia zanieczyszczeń na stężenie ozonu troposferycznego w Polsce, w
oparciu o analizy krajowych i zagranicznych danych w tym zakresie oraz wykonanie prognoz
zanieczyszczenia powietrza ozonem przyziemnym w Polsce dla lat 2010 i 2020 wraz z
oszacowaniem, na tej podstawie, możliwości wypełnienia zobowiązań unijnych dotyczących
zanieczyszczenia powietrza ozonem, w świetle zagrożeń dla zdrowia ludzi i ekosystemów.
Tak zdefiniowany cel kładzie istotny nacisk na ocenę i ustalenie składowej „krajowej”
powodującej wysokie stężenia ozonu w Polsce. Drugim istotnym elementem celu jest ocena, na ile
wypełnienie zobowiązań unijnych nałożonych na Polskę jest zależne od działań krajowych, a na ile nie
jest zależne od działań podejmowanych w Polsce. Ocenie poddana ma być też skuteczność realizacji
działań krajowych i możliwość realizacji tych działań, w tym ich koszty.
Praca podzielona jest na dwa etapy. W związku z celami zakres pracy można skrótowo
przedstawić następująco:
15
I etap pracy – do 7.11.2008 r.

analiza krajowych i zagranicznych materiałów oraz wykorzystanie metod modelowych do
oceny wpływu emisji prekursorów ozonu oraz transgranicznego przenoszenia zanieczyszczeń
na stężenie ozonu troposferycznego w Polsce;
II etap pracy – do 31.08.2009 r.

wykonanie prognoz stężeń ozonu troposferycznego dla lat 2010 i 2020, które:
o
pozwolą dokonać oceny napływu transgranicznego ozonu nad obszar Polski;
o
pozwolą na określenie obszarów, gdzie spodziewane są stężenia ozonu przekraczające
poziom docelowy i cel długoterminowy, ze względu na ochronę zdrowia ludzi oraz ze
względu na ochronę roślin;
o
pozwolą określić możliwość osiągnięcia norm jakości powietrza dla ozonu określonych
zarówno w prawodawstwie krajowym jak i unijnym poprzez analizę wpływu realizowanych
i planowanych działań na poziom zanieczyszczenia powietrza ozonem;
o
będą mogły być wykorzystane do wskazania nowych lokalizacji punktów monitorowania
ozonu lub ewentualnej zmiany lokalizacji punktów istniejących;
o
będą źródłem informacji istotnych dla efektywnego prowadzenia polityki redukcji emisji
prekursorów z poszczególnych kategorii źródeł.

oszacowanie kosztów i korzyści wdrożenia możliwych działań zapewniających osiągnięcie
wymaganych standardów imisji ozonu;

zaprojektowanie systemu wspomagającego oceny jakości powietrza oraz umożliwiającego
prognozowanie stężeń ozonu i jego prekursorów w skali kraju.
Wyniki prac będą wykorzystane:

do wsparcia efektywnego zarządzania ochroną powietrza pod kątem zanieczyszczenia
ozonem, a w szczególności przy opracowaniu planów rozwoju regionalnego, opracowaniu
krajowego programu ochrony powietrza dla ozonu i będą stanowić istotny element
wspomagający politykę redukcji emisji zanieczyszczeń w Polsce;

w celu wykazania udziału transgranicznego w niedotrzymywaniu standardu jakości powietrza
w zakresie ozonu, w przypadku wszczęcia postępowania dotyczącego niezgodności z
Dyrektywą CAFE, w zakresie niedotrzymania standardów jakości powietrza w zakresie ozonu;

w procesie negocjacji pułapów emisji prekursorów ozonu w ramach rewizji dyrektywy
Parlamentu Europejskiego i Rady 200l/81/WE z dnia 23 października 2001r. w sprawie
krajowych poziomów emisji dla niektórych rodzajów zanieczyszczenia powietrza.
Sposób realizacji II etapu pracy oraz struktura dokumentu
Gwarancja osiągnięcia sukcesu i dobrej jakości pracy zależy w pierwszej kolejności od dobrze
dobranego zespołu ekspertów, posiadających głęboką wiedzę związaną z tematem pracy oraz
16
zrozumienie celów pracy. Pracę realizował doświadczony zespół złożony z grupy ekspertów z firmy
ATMOTERM S.A. mających wieloletnie doświadczenie w pracach związanych z tematyką ochrony
powietrza w tym: z inwentaryzacjami emisji w skali lokalnej i krajowej, z opracowywaniem i
wdrażaniem naprawczych programów ochrony powietrza oraz w zakresie zagadnień polityki ochrony
powietrza. Modelowaniem i prognozowaniem stężeń ozonu oraz analizą wyników zajmowała się Pani
dr inż. Joanna Strużewska oraz Pan dr inż. Jacek Kamiński. Dr inż. Strużewska od wielu lat zajmuje
się modelowaniem ozonu w tym zastosowaniem modeli eulerowskich w Polsce. Dr inż. Kamiński jest
twórcą modelu przemian fotochemicznych w modelu GEM-AQ. Analiza kosztów i korzyści została
zrealizowana z udziałem Profesora Andrzeja Graczyka posiadającego wieloletnie doświadczenie w
szacowaniu kosztów zewnętrznych. Dodatkowo prowadzone były konsultacje u innych ekspertów.
Praca była wykonywana w sposób sekwencyjny – rezultaty wcześniejszego rozdziału były
wykorzystywane w następnym. Na podstawie metodyki opracowanej w I etapie pracy przygotowano
bazy emisji dla roku 2006 oraz bazy prognoz dla lat 2010 i 2020. Bazy emisyjne wykorzystane były w
dalszej kolejności w obliczeniach modelowych rozkładów przestrzennych stężeń ozonu. Na podstawie
wyników symulacji przeprowadzono analizę, w której określono obszary, gdzie spodziewane są
stężenia ozonu przekraczające poziom docelowy i cel długoterminowy, ze względu na ochronę
zdrowia ludzi oraz ze względu na ochronę roślin. Oszacowano również napływy transgraniczne i
określono wpływ poszczególnych prognoz na stężenia ozonu. Wyniki analiz posłużyły do
zaprojektowania efektywnego scenariusza działań, a następnie do oszacowania kosztów wdrożenia
prognozy rozszerzonej i korzyści wynikających z redukcji stężeń ozonu. Pozwoliło to na ostateczny
wybór scenariusza działań. Doświadczenia wynikające z przeprowadzenia symulacji modelowych
umożliwiły także opracowanie wytycznych do systemu wspomagania ocen jakości powietrza. Sposób
realizacji pracy i zależności przedstawiono schematycznie na poniższym rysunku.
17
Rysunek 1.3
Metodyka pracy.
18
2. Opracowanie
zbiorów
danych
wymaganych
do wykonania prognoz stężeń ozonu troposferycznego
dla lat 2010 i 2020 w odniesieniu do roku bazowego
2.1. Metodyka obliczeń emisji dla Europy i Polski w 2006 r.
Ze względu na jeden z celów modelowania związany z określeniem wpływu źródeł
transgranicznych na stężenia ozonu na obszarze Polski, metodyka inwentaryzacji emisji powinna być
w miarę możliwości jednolita dla badanego obszaru. W przeciwnym wypadku istnieje obawa,
że obliczanie napływów mogłoby zostać niedoszacowane. Z tego względu podstawę do oszacowania
wielkości
emisji
prekursorów
ozonu
z
krajowych
źródeł
emisji
(punktowych,
liniowych
i powierzchniowych), dla 2006 r., stanowiły bazy emisji EMEP w postaci plików tekstowych oraz map
emisyjnych. Powyższe bazy zweryfikowano w oparciu o dostępne dane z bazy Europejskiego
Rejestru Emisji Zanieczyszczeń (EPER), Raportu dla KE z inwentaryzacji emisji za lata 2004, 2005
i 2006 wynikającego z aneksu VIII lit. B Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady nr 2001/80/WE
z dnia 23 października 2001 r. w sprawie ograniczenia emisji niektórych zanieczyszczeń powietrza
z dużych źródeł spalania paliw (LCP), oraz w oparciu o metodyki inwetaryzacyjne systemu SOZAT
i doświadczenia firmy ATMOTERM S.A. w tym temacie, wynikające z opracowania kilkudziesięciu
programów ochrony powietrza.
Rozkład przestrzenny emisji zanieczyszczeń dla Europy w bazie danych EMEP opisywany jest
w oparciu o siatkę węzłów, którą tworzą kwadraty o boku 50 km. Dokonano zagęszczenia
przedstawionej w ten sposób emisji do siatki o boku 25 km. W wyniku zagęszczenia, liczba węzłów
siatki dla obszaru Europy zwiększyła się z 132*111 węzłów do 264*222, co odpowiada liczbie
58 608 gridów, w tym dla Polski odpowiednio - 672 gridów. Poniżej przedstawiono szczegółowe
założenia w zakresie stosowanych metodyk szacowania emisji i jej przestrzennego rozkładu.
2.1.2 Metodyka dezagregacji przestrzennej oraz weryfikacji ilościowej
emisji
Świat: przyjęto dane emisyjne ze światowej bazy emisji GEIA i EDGAR2.0 Emisje naturalne:
biogeniczne, emisje z pożarów i emisje NOx powstałe w wyniku wyładowań atmosferycznych
określane będą w skali globalnej na podstawie baz: GEIA i EDGAR2.0.
Europa: dane emisyjne dla krajów europejskich w siatce zagęszczonej przyjęto z bazy
emisyjnej EMEP. Dezagregacja polegała na równomiernym rozkładzie emisji w kwadratach
25 km*25 km.
Polska: Opisane wcześniej zagęszczenie oczek siatki w przypadku Polski polegało
na dezagregacji przestrzennej oraz weryfikacji ilościowej emisji dla najważniejszych, pod względem
emisji prekursorów ozonu, kategorii SNAP tj. S1, S2, S3, S4, S6, dzięki czemu uzyskano większą
dokładność danych w odniesieniu do jednostki przestrzennej. Dezagregacja i weryfikacja emisji
obejmowała przede wszystkim źródła i parametry mające największy wpływ na wyniki modelowania tj.:
19

źródła o największych emisjach prekursorów ozonu (punktowe, liniowe i powierzchniowe):
transport drogowy, zastosowanie rozpuszczalników i innych produktów, procesy spalania
w sektorze komunalnym i mieszkaniowym, w przemyśle oraz w produkcji i transformacji
energii;

zmienność czasową emisji;

profile pionowe emisji.
Poniżej
przedstawiono
podstawowe
założenia
w
zakresie
dezagregacji
emisji
dla
poszczególnych kategorii źródeł SNAP oraz rodzajów zanieczyszczeń:
SNAP1 (Procesy spalania w sektorze produkcji i transformacji energii)

dezagregacja polegała na przestrzennym rozkładzie emisji w prawidłowym gridzie
25 km*25 km z równoczesną weryfikacją danych emisyjnych;

dla danego kwadratu EMEP (50 km*50 km) zidentyfikowano wraz z dokładnym określeniem
lokalizacji przynależne emisje na podstawie danych o instalacjach z EPER oraz Raportu …
w sprawie ograniczenia emisji niektórych zanieczyszczeń powietrza z dużych źródeł spalania
paliw (LCP);

określono udziały procentowe emisji jw. w stosunku do emisji EMEP, w postaci odpowiednich
współczynników (przy takim podejściu suma emisji w małych kwadratach 25 km*25 km była
równa emisji EMEP w dużym kwadracie);

dla danego kwadratu 25 km*25 km przypisano emisje z bazy EMEP zweryfikowane
dodatkowo na podstawie danych o instalacjach z EPER oraz Raportu … w sprawie
ograniczenia emisji niektórych zanieczyszczeń powietrza z dużych źródeł spalania paliw
(LCP), skorygowane o wcześniej obliczony współczynnik udziału procentowego;

w przypadku gdy w kwadracie EMEP nie zlokalizowano żadnej instalacji – emisję rozłożono
równomiernie;

w przypadku gdy dla danego kwadratu EMEP emisja określona na podstawie danych
o instalacjach z EPER oraz Raportu … w sprawie ograniczenia emisji niektórych
zanieczyszczeń powietrza z dużych źródeł spalania paliw (LCP) przewyższała o ponad 20%
emisję z EMEP przyjmowano dane nt. emisji ze źródeł jw.
SNAP2 (Procesy spalania w sektorze komunalnym i mieszkaniowym)

dezagregacja polegała na przyporządkowaniu emisji powierzchniowych do mniejszych
kwadratów sieci na podstawie analizy lokalizacji aglomeracji i rozkładów gęstości zaludnienia
na obszarach powiatów;

dezagregacja emisji dla: NOx, SOx, CO, NMLZO;

dla danego małego kwadratu (25 km*25 km) zidentyfikowano powiaty, które znajdują się
w jego obrębie wraz z określeniem udziału powierzchni danego powiatu zawartej w kwadracie
w stosunku do całkowitej powierzchni powiatu;
20

dla powierzchni danego powiatu zawartej w małym kwadracie określono gęstość zaludnienia
2
wykorzystując współczynnik gęstości zaludnienia z GUS w postaci liczby osób/km ;

dokonano podziału emisji z dużego kwadratu EMEP na małe kwadraty, proporcjonalnie
do wyznaczonej dla nich gęstości zaludnienia.
SNAP3 (Procesy spalania w przemyśle) i SNAP 4 (Procesy produkcyjne)

25 km*25 km z równoczesną weryfikacją danych emisyjnych.

dezagregacja emisji dla: NOx, SOx, CO, NMLZO;

dla danego kwadratu EMEP (50 km*50 km) zidentyfikowano wraz z dokładnym określeniem
lokalizacji przynależne emisje na podstawie metodyki inwentaryzacyjnej przy użyciu systemu
SOZAT, a także uwzględniając dane o instalacjach z EPER i innych dostępnych źródeł;

określono udziały procentowe emisji jw. w stosunku do emisji EMEP, w postaci odpowiednich
współczynników (przy takim podejściu suma emisji w małych kwadratach 25 km*25 km była
równa emisji EMEP w dużym kwadracie);

dla danego kwadratu 25 km*25 km przypisano emisje na podstawie uzyskanych danych
o instalacjach, skorygowane o współczynnik;

w przypadku gdy w kwadracie EMEP nie zlokalizowano żadnej instalacji – emisję rozłożono
równomiernie;

w przypadku, gdy dla danego kwadratu EMEP emisja określona na podstawie innych danych
o instalacjach przewyższała o ponad 20% emisję z EMEP przyjmowano dane nt. emisji
ze źródeł jw.
SNAP6 (Zastosowanie rozpuszczalników i innych produktów)

25 km*25 km z równoczesną weryfikacją danych emisyjnych;

dezagregacja emisji dla: NMLZO;

dalsza procedura – analogicznie jak dla SNAP 3 i 4.
SNAP7 (Transport drogowy)

zweryfikowano bazę emisji ze względu na rozkład przestrzenny i ilościowy natężenia ruchu
drogowego;
W przypadku pozostałych kategorii źródeł SNAP oraz rodzajów zanieczyszczeń dokonano
proporcjonalnego podziału emisji z kwadratów o boku 50 km na mniejsze o boku 25 km.
21
2.1.3 Metodyka obliczania emisji NO2/NO i SO4/SO2
W bazach emisji EMEP substancje takie jak: tlenki azotu, tlenki siarki przedstawiane
są w postaci sumy tych związków czyli odpowiednio NOx i SOx. Na potrzeby niniejszego opracowania
przyjęto następujące założenia w odniesieniu do wszystkich kategorii źródeł SNAP, w zakresie
udziałów poszczególnych tlenków:

dla SOx – 98% SO2, 2% - SO4,

dla NOx – 95% NO, 5% - NO2.
2.1.4 Profile zmienności emisji
Z uwagi na fakt, że emisja prekursorów ozonu z analizowanych źródeł emisji odbywa się
ze zmiennym natężeniem, widoczne są również różnice w pionowym rozkładzie tej emisji,
co ma swoje odzwierciedlenie w modelowaniu rozkładu stężeń ozonu, określono profile czasowej
zmienności emisji oraz profile pionowe emisji dla poszczególnych kategorii źródeł.
Profile czasowej zmienności emisji
W odniesieniu do czasowej zmienności emisji określono profile godzinowe oraz miesięczne dla
poszczególnych kategorii źródeł emisji wg klasyfikacji SNAP. Wykorzystano w tym celu dane
europejskie oraz doświadczenia firmy ATMOTERM S.A. w zakresie szacowania współczynników
zmienności emisji na potrzeby programów ochrony powietrza. Charakterystyki współczynników
przedstawiono poniżej.
Tabela 2.1
źródło
emisji
Współczynniki zmienności emisji prekursorów ozonu – miesięczne (opracowanie własne)
SNAP01
SNAP02
SNAP03
SNAP04
SNAP05
SNAP06
SNAP07
SNAP08
SNAP09
SNAP10
styczeń
0,1208
0,1667
0,0883
0,0833
0,0880
0,0650
0,0833
0,0833
0,0833
0,0833
luty
0,1083
0,1583
0,0858
0,0833
0,0880
0,0630
0,0833
0,0833
0,0833
0,0833
marzec
0,1000
0,1292
0,0833
0,0833
0,0860
0,0780
0,0833
0,0833
0,0833
0,0833
kwiecień
0,0833
0,0750
0,0833
0,0833
0,0800
0,0830
0,0833
0,0833
0,0833
0,0833
maj
0,0583
0,0500
0,0808
0,0833
0,0780
0,0970
0,0833
0,0833
0,0833
0,0833
czerwiec
0,0542
0,0125
0,0800
0,0833
0,0780
0,1060
0,0833
0,0833
0,0833
0,0833
lipiec
0,0542
0,0125
0,0800
0,0833
0,0790
0,1110
0,0833
0,0833
0,0833
0,0833
sierpień
0,0542
0,0125
0,0800
0,0833
0,0790
0,1130
0,0833
0,0833
0,0833
0,0833
wrzesień
0,0583
0,0333
0,0808
0,0833
0,0820
0,0960
0,0833
0,0833
0,0833
0,0833
miesiąc
22
źródło
emisji
SNAP01
SNAP02
SNAP03
SNAP04
SNAP05
SNAP06
SNAP07
SNAP08
SNAP09
SNAP10
październik
0,0875
0,0583
0,0833
0,0833
0,0860
0,0740
0,0833
0,0833
0,0833
0,0833
listopad
0,1000
0,1333
0,0858
0,0833
0,0870
0,0590
0,0833
0,0833
0,0833
0,0833
grudzień
0,1208
0,1583
0,0883
0,0833
0,0890
0,0550
0,0833
0,0833
0,0833
0,0833
miesiąc
Współczynniki zmienności emisji prekursorów ozonu – godzinowe (opracowanie własne)
Tabela 2.2
źródło
emisji
SNAP01
SNAP02
SNAP03
SNAP04
SNAP05
SNAP06
SNAP07
SNAP08
SNAP09
SNAP10
0:00
0,0380
0,0396
0,0125
0,0410
0,0420
0,0208
0,0050
0,0417
0,0417
0,0417
1:00
0,0380
0,0396
0,0125
0,0410
0,0410
0,0208
0,0050
0,0417
0,0417
0,0417
2:00
0,0380
0,0396
0,0125
0,0410
0,0410
0,0208
0,0100
0,0417
0,0417
0,0417
3:00
0,0380
0,0396
0,0125
0,0420
0,0420
0,0208
0,0150
0,0417
0,0417
0,0417
4:00
0,0380
0,0396
0,0125
0,0420
0,0420
0,0208
0,0200
0,0417
0,0417
0,0417
5:00
0,0400
0,0417
0,0125
0,0420
0,0420
0,0333
0,0400
0,0417
0,0417
0,0417
6:00
0,0420
0,0458
0,0548
0,0420
0,0420
0,0483
0,0550
0,0417
0,0417
0,0417
7:00
0,0420
0,0458
0,0548
0,0420
0,0420
0,0508
0,0600
0,0417
0,0417
0,0417
8:00
0,0420
0,0458
0,0589
0,0420
0,0420
0,0518
0,0600
0,0417
0,0417
0,0417
9:00
0,0420
0,0417
0,0589
0,0420
0,0420
0,0523
0,0550
0,0417
0,0417
0,0417
10:00
0,0420
0,0417
0,0589
0,0420
0,0420
0,0528
0,0550
0,0417
0,0417
0,0417
11:00
0,0420
0,0417
0,0589
0,0420
0,0420
0,0533
0,0550
0,0417
0,0417
0,0417
12:00
0,0410
0,0417
0,0589
0,0420
0,0420
0,0523
0,0550
0,0417
0,0417
0,0417
13:00
0,0410
0,0396
0,0563
0,0420
0,0420
0,0518
0,0600
0,0417
0,0417
0,0417
14:00
0,0420
0,0396
0,0550
0,0420
0,0420
0,0518
0,0650
0,0417
0,0417
0,0417
15:00
0,0440
0,0396
0,0550
0,0420
0,0420
0,0523
0,0650
0,0417
0,0417
0,0417
16:00
0,0480
0,0396
0,0550
0,0420
0,0420
0,0518
0,0700
0,0417
0,0417
0,0417
17:00
0,0470
0,0458
0,0550
0,0420
0,0410
0,0518
0,0650
0,0417
0,0417
0,0417
18:00
0,0470
0,0458
0,0550
0,0420
0,0410
0,0533
0,0550
0,0417
0,0417
0,0417
19:00
0,0460
0,0458
0,0550
0,0410
0,0410
0,0543
0,0500
0,0417
0,0417
0,0417
20:00
0,0430
0,0417
0,0548
0,0410
0,0410
0,0568
0,0350
0,0417
0,0417
0,0417
21:00
0,0410
0,0396
0,0548
0,0410
0,0410
0,0348
0,0250
0,0417
0,0417
0,0417
22:00
0,0400
0,0396
0,0125
0,0410
0,0410
0,0208
0,0150
0,0417
0,0417
0,0417
23:00
0,0380
0,0396
0,0125
0,0410
0,0420
0,0208
0,0050
0,0417
0,0417
0,0417
miesiąc
23
Profile pionowe emisji
Profile dystrybucji strumieni emisji w pionie zostały zastosowane dla obszaru objętego
inwentaryzacją emisji EMEP. Wstępnie założono profile, określone dla poszczególnych kategorii
SNAP, zgodne z metodyką EMEP. Ponieważ typ współrzędnej pionowej oraz rozdzielczość pionowa
modelu GEM-AQ różni się od stosowanych w modelu EMEP, rozkład ten został odpowiednio
zmodyfikowany, na podstawie wyników testowych eksperymentów obliczeniowych.
2.2. Opis sposobu przygotowania i zakresu pozostałych danych
wejściowych
Odpowiedni dobór parametrów symulacji takich jak konfiguracja siatki modelu, współrzędna
pionowa, parametry zagnieżdżania w symulacjach z wykorzystaniem tej techniki oraz krok całkowania
są krytyczne z punktu widzenia poprawności wyników. Istotny jest również sposób wprowadzania
do modelu danych brzegowych.
Symulacje numeryczne zaplanowane w ramach niniejszego projektu realizowane były
z wykorzystaniem
modelu
globalnego
GEM-AQ
w
konfiguracji
zagnieżdżonej
nad
Polską
(rysunek.2.1).
Rysunek 2.1
Siatka obliczeniowa modelu GEM-AQ
Symulacje były realizowane jako zestaw 24-godzinnych prognoz. Jako warunek początkowy dla
substancji chemicznych wykorzystano dane z 5-cio letniej symulacji modelem GEM-AQ (Kaminski et
al. 2008). Wyniki obliczeń archiwizowane były w interwałach 1-godzinnych dla następujących
zmiennych:
a) meteorologicznych

temperatura (°C)
24

prędkość i kierunek wiatru (węzły, deg)

wilgotność właściwa (kg/kg)

ciśnienie (hPa)

zachmurzenie (0-10)

nasłonecznienie (W/m )
2
b) chemicznych:

stężenie O3 (ppbv)

stężenie NO2 (ppbv)

strumienie emisji dla zanieczyszczeń pierwotnych (molekuły/cm /s)
2
Ze względu na dużą objętość danych archiwizowano wyłącznie wyniki dla najniższej warstwy modelu.
Poziom najniższy (sigma = 1) reprezentować ma wartości "przy powierzchni ziemi". Biorąc pod uwagę
rozdzielczość pionową modelu jest to warstwa o grubości ok. 25 - 27 m, a uzyskane wyniki należy
traktować jako średnie dla tej warstwy. Wartości stężeń zanieczyszczeń zostały przeliczone na µg/m
3
z zastosowaniem dokładnej formuły uwzględniającej ich masę cząsteczkową oraz gęstość powietrza,
obliczoną na podstawie parametrów meteorologicznych.
2.2.1 Dane meteorologiczne
Meteorologiczne warunki początkowe są dostarczone do modelu w postaci trójwymiarowych pól
geopotencjału, temperatury, poziomych składowych prędkości wiatru oraz wilgotność właściwej
(tabela 2.1). Dane te mogą być zakodowane w formacie netCDF lub BURP.
Początkowe dane meteorologiczne dla obliczeń modelem GEM są uzyskiwane z Kanadyjskiego
Centrum Meteorologicznego (CMC – Canadian Meteorological Centre):

http://collaboration.cmc.ec.gc.ca/science/rpn.comm/wiki/doku.php?id=data_query

http://www.weatheroffice.gc.ca/grib/High-resolution_GRIB_e.html - dane te są darmowe, ale
wymagają podpisania porozumienia (licencji) z Environment Canada.
Model wykorzystywać też może dane meteorologiczne z amerykańskiego Krajowego Centrum
Prognoz Środowiskowych NCEP (National Center for Environmental Prediction). Dane te, uzyskiwane
z http://www.emc.ncep.noaa.gov/data/, są kodowane w formacie GRIB i są darmowe.
Pola meteorologiczne wymagane do wykonania obliczeń modelem GEM
Tabela 2.3
Pole meteo
Ciśnienie
Temperatura
Wilgotność względna
Geopotencjał
Składowe wektora wiatru
Jednostki
Wymiar pola
hPa
2D
Stopnie C
3D
%
3D
Deka metry
3D
Węzły
3D
Na powierzchni ziemi
Na poziomach
hybrydowych lub
stałego ciśnienia
25
2.2.2 Dane geofizyczne
Dane dotyczące rzeźby oraz użytkowania terenu (dane geofizyczne) są uzyskiwane przy
zastosowaniu narzędzia i baz danych GenGeo – jest to interaktywna strona sieciowa:
http://collaboration.cmc.ec.gc.ca/science/rpn.comm/ Należą do nich szorstkość terenu, albedo,
temperatura gleby, pokrywa śnieżna oraz topografia terenu. Szorstkość terenu zależy od topografii
oraz rodzaju upraw.
Tabela 2.4
Zestaw pól charakteryzujących podłoże
Wielkości niezależne od czasu
 średnia wysokość terenu
 maska ląd / morze
 szorstkość podłoża
Wielkości zależne od czasu uzyskiwane z analizy danych
klimatologicznych, lub z interpolacji danych pomiarowych:
 temperatura powierzchni (lądu i morza)
 temperatura gleby
 wilgotność gleby
 pokrycie śniegiem
 pokrycie lodem
 albedo
2.3. Opis sporządzania prognoz emisji na lata 2010 i 2020 –
prognoza podstawowa
Założenia dla prognozy podstawowej opracowano na podstawie przepisów obowiązującego
obecnie prawa oraz wybranych projektów dyrektyw unijnych. W poniższym rozdziale przedstawiono
opis metodyki przyjętej do oszacowania redukcji emisji prekursorów ozonu dla prognozy podstawowej
tzw. „obowiązujące prawo”.
2.3.1 Analiza prognoz istniejących
Na
potrzeby
niniejszego
opracowania
przeanalizowano
następujące
prognozy,
które
uwzględniają emisje do powietrza zanieczyszczeń będących prekursorami ozonu:

The “Current Legislation” and the “Maximum Technically Feasible Reduction” cases for the
CAFE baseline emission projections. Background paper for the meeting of the CAFE Working
Group on Target Setting and Policy Advice, November 10, 2004, IIASA, Laxenburg, 2004;

Prognozy
emisji
dla
roku
2010
i
2020
wykonane
w
ramach
EMEP
-
http://www.ceip.at/emission-data-webdab/emissions-used-in-emep-models/;

Dane służące do opracowania dla Polski prognoz emisji zanieczyszczeń do powietrza,
do roku 2020, w tym prognoz emisji gazów cieplarnianych. Ministerstwo Środowiska,
Warszawa 2006 r.;

Prognoza oddziaływania na środowisko dla Polityki energetycznej Polski do 2030 roku.
Projekt raportu do konsultacji społecznych, Warszawa, kwiecień 2009 r.;
26

RAPORT 2030 - Wpływ proponowanych regulacji unijnych w zakresie wprowadzenia
europejskiej strategii rozwoju energetyki wolnej od emisji CO 2 na bezpieczeństwo
energetyczne Polski, a w szczególności możliwości odbudowy mocy wytwórczych
wykorzystujących paliwa kopalne oraz poziom cen energii elektrycznej.
Powyższe prognozy zawierają wartości prognozowanych emisji zanieczyszczeń zarówno w ujęciu
sektorowym jak i globalnym. Zawierają one również dane dotyczące poszczególnych aktywności i ich
prognozowanych wielkości, a także parametrów dla lat 2010 oraz 2020. W zależności od przyjętej
metodologii opracowania, prognozy różnią się wielkościami prognozowanej emisji. Wyżej wymienione
prognozy posłużyły jako baza do opracowania założeń dla prognoz emisji prekursorów ozonu do
powietrza, a także do weryfikacji prognozowanych redukcji.
Prognoza przygotowana przez EMEP, zarówno na rok 2010 jak i rok 2020, wykazuje największe
rozbieżności w zakresie wielkości emisji w stosunku do pozostałych prognoz. Prognoza ta zawiera
wielkości emisji w rozkładzie przestrzennym (gridy: 50 km*50 km). Rozbieżności pomiędzy prognozą
EMEP a pozostałymi prognozami wynikają ze sposobu jej przygotowania. Prognoza EMEP została
opracowana w roku 2004, na podstawie prognoz przygotowanych przez IIASA na podstawie modelu
RAINS/GAINS (Vestreng, V. et al., 2004, Inventory Review 2004. Emission data reported to CLRTAP
and the NEC Directive, EMEP/EEA Joint Review Report, EMEP/MSC-W Note 1, July 2004).
27
2.3.2 Analiza prawa, polityk i prognoz gospodarczych
W procesie przygotowania prognozy emisji prekursorów ozonu, przeanalizowano akty prawne,
polityki i programy oraz prognozy gospodarcze.
I – Akty prawne:
W poniższej tabeli przedstawiono skrócony spis analizowanych najważniejszych aktów
prawnych. Pełną listę zaprezentowano w Załączniku nr 2.
Tabela 2.5
Lista poszczególnych dyrektyw prawa europejskiego w podziale na działania w zakresie redukcji emisji NO x
i NMLZO oraz poziomu stężeń ozonu (opracowanie własne)
emisje NOx
emisje NMLZO
normy EURO,
Dyrektywa 2007/46/WE (homologacja
pojazdów silnikowych- dyrektywa
ramowa), Dyrektywa Rady 70/220/EWG
(ograniczenie zanieczyszczania powietrza
przez emisje z pojazdów silnikowych)
Dyrektywa 97/68/WE (ograniczenia emisji
zanieczyszczeń z silników spalinowych
montowanych w maszynach
samojezdnych nieporuszających się po
drogach)
Dyrektywa 98/70/WE (jakość benzyny i
olejów napędowych)
Dyrektywa 2005/55/WE (emisja
zanieczyszczeń gazowych i cząstek
stałych przez silniki wysokoprężne, o
zapłonie iskrowym zasilanych gazem
ziemnym lub gazem płynnym)
normy EURO,
Dyrektywa 2007/46/WE (homologacja pojazdów
silnikowych- dyrektywa ramowa),
Dyrektywa 70/220/EWG (ograniczenie
zanieczyszczania powietrza przez emisje z
pojazdów silnikowych)
Dyrektywa 97/68/WE (ograniczenia emisji
zanieczyszczeń z silników spalinowych
montowanych w maszynach samojezdnych
nieporuszających się po drogach)
Dyrektywa 98/70/WE (jakość benzyny i olejów
napędowych)
Dyrektywa 2005/55/WE (emisja zanieczyszczeń
gazowych i cząstek stałych przez silniki
wysokoprężne, o zapłonie iskrowym zasilanych
gazem ziemnym lub gazem płynnym)
przemysł
LCP (normy emisyjne),
IPPC (pozwolenia zintegrowane),
LCP (normy emisyjne),
IPPC (pozwolenia zintegrowane),,
Dyrektywa 1999/13/WE i 2004/42/WE w sprawie
ograniczenia emisji LZO,
Dyrektywa 94/63/WE w sprawie kontroli emisji
LZO ze składowania paliwa i jego dystrybucji
produkcja
energii
LCP (normy emisyjne), IPPC (pozwolenia
zintegrowane),
Dyrektywa 2000/76/WE (spalanie
odpadów)
Dyrektywa 2006/32/WE (efektywność
wykorzystania energii przez odbiorców
końcowych oraz usług energetycznych)
LCP (normy emisyjne), IPPC (pozwolenia
zintegrowane),
Dyrektywa 2000/76/WE (spalanie odpadów)
Dyrektywa 2006/32/WE (efektywność
wykorzystania energii przez odbiorców
końcowych oraz usług energetycznych)
ogólnie
dyrektywa NEC (pułapowa)
dyrektywa NEC (pułapowa)
Dyrektywa 2008/50/WE
(CAFE)
jakość
powietrza
Dyrektywa Rady 96/62/WE (zarządzanie
jakością powietrza)
Dyrektywa 1999/30/WE ( wartości
dopuszczalne dla SO2, NO2, NOx oraz pyłu
i ołowiu w powietrzu
Dyrektywa 2008/50/WE (CAFE)
Dyrektywa 2000/69/WE (wartości
dopuszczalnych benzenu i tlenku węgla w
powietrzu),
Dyrektywa 2004/107/WE (sprawie arsenu,
kadmu, rtęci, niklu i WWA w powietrzu)
Dyrektywa 2008/50/WE (CAFE)
Dyrektywa Rady 96/62/WE
(zarządzanie jakością
powietrza)
Dyrektywa 2002/3/WE
odnosząca się do
ozonu w otaczającym
powietrzu
transport
stężenie ozonu
28
Projekty aktów prawnych:

Wniosek DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY w sprawie emisji
przemysłowych (zintegrowane zapobieganie zanieczyszczeniom i ich kontrola) – wniosek
Komisji Europejskiej z 21 grudnia 2007 r. (COM(2007)844);

Wniosek DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY zmieniająca dyrektywę
2003/87/WE w celu usprawnienia i rozszerzenia wspólnotowego systemu handlu przydziałami
emisji gazów cieplarnianych (COM(2008)16). Wniosek złożony przez KE 23 stycznia 2008 r.
II - Polityki i programy:

Decyzja nr 1600/2002/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 22 lipca 2002 r.
ustanawiająca Szósty wspólnotowy program działań w zakresie środowiska naturalnego;

Komunikat Komisji z dnia 15 maja 2001 r. "Zrównoważona Europa dla lepszego świata:
strategia Unii Europejskiej na rzecz zrównoważonego rozwoju";

Polityka ekologiczna państwa w latach 2009-2012 z perspektywą do roku 2016, Warszawa
2008 r.;

Polityka energetyczna Polski do roku 2025 – dokument przyjęty przez Radę Ministrów w dniu
4 stycznia 2005 r.;

Projekt Polityki energetycznej Polski do roku 2030, z dnia 05-03-2009, Ministerstwo
Gospodarki, wraz z prognozą oddziaływania na środowisko;

Polityka transportowa państwa na lata 2006 – 2025, Ministerstwo Infrastruktury, Warszawa,
czerwiec 2005 r.;

Krajowy Plan Działań dotyczący efektywności energetycznej (EEAP) 2007, Warszawa
czerwiec 2007 r.;

Założenia do ustawy o efektywności energetycznej, Ministerstwo Gospodarki, Warszawa lipiec
2007 r.
III - Prognozy gospodarcze:

Prognoza makroekonomiczna na lata 2005-2020, Ministerstwo Gospodarki, 2004 r.;

Prognozy wskaźnika wzrostu PKB na okres 2007-2037 do celów planistyczno-projektowych
dla dróg krajowych, GDDKiA, 2007 r.;

World Economic Outlook, International Monetary Fund, kwiecień 2009 r.;

Dane statystyczne GUS oraz EUROSTAT, dane EEA.
Szczególną uwagę poświęcono projektowanym zmianom w prawie. Przeanalizowano serwisy
internetowe
Komisji
Europejskiej
oraz
Parlamentu
Europejskiego.
Najistotniejszą
zmianą
w najbliższym czasie będzie wprowadzenie Dyrektywy o Emisjach Przemysłowych, która będzie
integrować kilka wcześniejszych dyrektyw (dyrektywę IPPC, dyrektywę LZO, dyrektywę LCP,
dyrektywę dot. spalania odpadów), a także wprowadzać nowe wymagania w zakresie emisji
29
przemysłowych. Proces rewizji dyrektywy pułapowej (NEC) uwzględnia obecnie zachodzące zmiany
w prawie – w szczególności unijny pakiet energetyczno-klimatyczny oraz wprowadzenie wspomnianej
dyrektywy o emisjach przemysłowych i będzie miał na celu ustalenie krajowych pułapów w oparciu
o nowe przepisy.
2.3.3 Metodyka opracowania prognozy
Prognozę podstawową na rok 2010 oraz 2020 przygotowano wg następującej metodologii:
1. Danymi bazowymi odnośnie wielkości emisji w gridach 25 km*25 km były zdezagregowane
dane pochodzące z EMEP dla roku 2006;
2. Na podstawie danych z inwentaryzacji krajowej emisji (Inwentaryzacja Emisji do powietrza
SO2, NO2, NH3, CO, pyłów, metali ciężkich, NMLZO i TZO w Polsce za rok 2005, KCIE, luty
2007 r.) wyróżniano, w ramach każdej z kategorii źródeł SNAP, grupy emisji mające
największy udział w emisji prekursorów ozonu w danej kategorii źródeł; na tym etapie
weryfikacji podlegała również wielkość emisji określona w EMEP;
3. Dla każdej z kategorii SNAP była wykonywana analiza prawna i gospodarcza dotycząca
perspektyw rozwoju aktywności wchodzących w skład danej kategorii oraz wymagań
ze względu na ochronę środowiska; analizie podlegało prawodawstwo oraz polityki i prognozy
dotyczące każdej z działalności mających istotny wpływ na emisję prekursorów ozonu
do powietrza;
4. Na podstawie analizy określano prognozę rozwoju aktywności wchodzących w skład każdej
z kategorii źródeł SNAP na rok 2020 oraz 2010, a także procentową zmianę wielkości emisji
w stosunku do roku bazowego (2006 r., dane EMEP);
5. Na podstawie powyższych parametrów (wielkości danej aktywności w roku 2010 i 2020 oraz
procentowej zmianie emisji) określano ilościowo wielkość emisji z danej aktywności w ramach
danej kategorii źródeł SNAP, a następnie sumowano wielkości w celu ustalenia wielkości
całkowitej emisji z danej kategorii źródeł SNAP;
6. Ostateczną wielkość procentową zmiany emisji pomiędzy rokiem bazowym a rokiem prognozy
(2010 lub 2020) określano na podstawie różnicy pomiędzy wielkością emisji w roku 2006
(dane EMEP) a wielkością obliczoną dla roku prognozy;
7. Uzyskanym wskaźnikiem zmiany emisji przemnażano wszystkie gridy siatki 25 km*25 km dla
obszaru Polski z wartością bazową dla roku 2006, uzyskując przestrzenny rozkład emisji
w roku
dla
którego
wykonana
była
prognoza,
który służył
jako
dane
wejściowe
do modelowania;
8. Jeżeli aktywność w ramach danej kategorii SNAP wykazywała istotne zróżnicowanie
przestrzenne (np. punktowe źródła emisji) dokonywano przestrzennego zróżnicowania
prognozy emisji;
30
9. Jeżeli dana kategoria SNAP lub aktywność w ramach kategorii nie miała istotnego udziału
w całkowitej emisji danego zanieczyszczenia w ujęciu krajowym, przyjmowano prognozę
wykonaną przez EMEP dla odpowiedniego roku.
2.3.4 Wybór scenariusza działań do prognozy
Rozważono dwa scenariusze działań:
1. Scenariusz bierny – pełne wdrożenie obecnie obowiązującego prawa i zaawansowanych
projektów, ale bez realizacji i egzekwowania wymogów prawnych; polityki są wdrażane
w niewielkim stopniu; zaznaczające się obecnie trendy w rozwoju społecznym i gospodarczym
będą utrzymane;
2. Scenariusz
aktywny
–
zakłada
pełne
wdrożenie
obecnie
obowiązującego
prawa
i zaawansowanych projektów, założono osiągnięcie wymaganych standardów emisji przez
wszystkie rodzaje działalności (aktywności) oraz realizację polityk państwa zgodnie
z założeniami; zaznaczające się obecnie trendy w rozwoju społecznym i gospodarczym będą
utrzymane.
Do stworzenia prognozy wybrano scenariusz aktywny, ze względu na to, że umożliwia on obiektywną
ocenę, w jakim stopniu możliwe jest osiągnięcie przez Polskę redukcji emisji prekursorów ozonu
do roku 2020.
W celu określenia wielkości emisji konieczne było ustalenie parametrów wszystkich aktywności
w latach, dla których sporządzano prognozę. Podstawowymi danymi dla określenia parametrów
aktywności były prognozy gospodarcze (ogóle i sektorowe).
Założenia:

założono wzrost gospodarczy na poziomie umiarkowanej prognozy PKB, przygotowanej
na potrzeby GDDKiA, prognoza została zmodyfikowana o wartość parametrów rzeczywistych
(wg GUS za lata 2006, 2007 i 2008) a także o prognozy IMF dla lat 2009 i 2010 (w związku
z kryzysem gospodarczym);

ruch naturalny ludności przyjęto na podstawie prognoz GUS, zakładając liniowość trendu.
OPIS ZAŁOŻEŃ PRZYJĘTYCH DLA POSZCZEGÓLNYCH KATEGORII ŹRÓDEŁ SNAP
SNAP1 (Procesy spalania w sektorze produkcji i transformacji energii):
1. Założono niezbędną modernizację techniczną i ekologiczną urządzeń wytwórczych, celem
sprostania wymogom emisyjnym, określonym w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia
20 grudnia 2005 r. w sprawie standardów emisyjnych z instalacji spalania paliw (Dz. U.
Nr 260, poz. 2181) oraz pozwalającym na realizację zobowiązań z Traktatu o Przystąpieniu
Rzeczypospolitej Polskiej do Unii Europejskiej w zakresie pułapów emisji SO 2 i NOx;
2. Założono, że obiekty energetycznego spalania paliw zużyte technicznie (m. in. źródła
zgłoszone w latach 2008 – 2015 do tzw. derogacji 20 000 h) zostaną zastąpione nowymi
jednostkami o tej samej mocy i paliwie;
31
3. Dynamikę produkcji energii elektrycznej przyjęto na podstawie ww. Projektu Polityki, tzn.
zapotrzebowanie brutto w roku 2020 na poziomie 169,3 TWh z uwzględnieniem energii
elektrycznej brutto pochodzącej, z odnawialnych źródeł energii w wysokości ok. 30 TWh;
4. Produkcję ciepła przyjęto na poziomie roku 2006, która ze źródeł LCP kształtowała się
na poziomie ok. 280 PJ;
5. Biorąc pod uwagę powyższe założenia przyjęto dodatkowo:
a. obciążenie produkcyjne poszczególnych obiektów odniesiono do obciążeń osiąganych
w 2006 r.,
b. dla źródeł wytwarzania o nominalnej mocy cieplnej w paliwie ≥ 500 MWt, przyjmując
obecne możliwości instalacji odsiarczania spalin, założono stężenie emisji SO2
3
na poziomie 200 mg/Nm jako niezbędne minimum technologiczne,
c. dla źródeł o nominalnej mocy cieplnej w paliwie < 500 MWt, które osiągały stężenia
emisji w 2006 r. niższe od wymaganych standardów emisyjnych obowiązujących
w 2020 r., przyjęto do obliczeń osiągane stężenia SO2 i NOx,
d. dla pozostałych źródeł nie wymienionych w pkt b) i c) przyjęto standardy zapisane
w ww. Rozporządzeniu Ministra Środowiska, obowiązujące w 2020r.
SNAP2 (Procesy spalania w sektorze komunalnym i mieszkaniowym):
1. Założono, że w gospodarstwach domowych ok. 1% energii będzie pochodziło z OZE (2020 r.);
2. Założono, że w ramach aktywności ciepłownictwo komunalne, do roku 2020 udział energii
z OZE spowoduje spadek emisji o 7%;
3. Założono, że do roku 2020 ok. 10% budynków mieszkalnych oraz użyteczności publicznej
zostanie objętych termomodernizacją, w ramach której średnio uzyska się 25% oszczędności
energii;
4. W strefach przekroczeń PM10 („C” - wg oceny jakości powietrza za rok 2007) założono
średnio 25% redukcji emisji (jest to wartość średnia redukcji PM10 oszacowana na podstawie
realizowanych programów ochrony powietrza) dla zanieczyszczeń: CO, NMLZO i SO2.
SNAP3 (Procesy spalania w przemyśle):
1. Założono, że w strefach przekroczeń wartości docelowej ozonu troposferycznego w Polsce
(klasa „C” wg oceny jakości powietrza za rok 2007) będą realizowane programy ochrony
powietrza – zachowawczo przyjęto, że emisja NMLZO w strefach POP ozonowych nie
wzrośnie, w pozostałych strefach wzrośnie zgodnie ze wzrostem gospodarczym;
2. Założono, że ze względu na realizację obowiązku redukcji emisji, wynikającego z dyrektywy
pułapowej, emisje SOx i NOx nie wzrosną na terenie całego kraju;
3. Założono, że emisje CO wzrosną zgodnie ze wzrostem gospodarczym.
SNAP4 (Procesy produkcyjne):
32
1. Założono, że ze względu na realizację obowiązku redukcji emisji wynikającego z dyrektywy
pułapowej, emisje NOx nie wzrosną na terenie całego kraju;
2. Założono, że emisje NMLZO wzrosną zgodnie z trendami rozwoju gospodarczego (sektor
hutniczy i chemiczny); w sektorze naftowym dostosowanie do wymagań BAT spowoduje,
że emisje nie wzrosną;
3. Założono, że emisje SOx i CO wzrosną zgodnie z trendem rozwoju gospodarczego.
SNAP5 (Wydobycie i dystrybucja paliw kopalnych):
1. Stacje benzynowe, środki transportu i bazy paliw obecnie spełniają wymagania dyrektywy
94/63/WE;
2. Założono, że w strefach przekroczeń wartości docelowej ozonu troposferycznego w Polsce
(klasa „C” wg oceny jakości powietrza za rok 2007) będą realizowane programy ochrony
powietrza – zachowawczo przyjęto, że emisja NMLZO w strefach POP ozonowych nie
wzrośnie;
3. Założono, że w pozostałych strefach emisja NMLZO wzrośnie zgodnie ze wzrostem
zapotrzebowania na paliwa naftowe (wg Projektu polityki energetycznej Polski).
SNAP6 (Stosowanie rozpuszczalników i innych substancji):
1. Założono, że emisje wynikające z zastosowania farb i lakierów ulegną zmniejszeniu wskutek
wdrożenia dyrektywy DecoPaint, wzrost zużycia farb i lakierów będzie zgodny z obecnym
trendem do roku 2012, a następnie ulegnie osłabieniu (1% wzrostu zużycia rocznie); stosunek
zużycia farb wodnych do rozpuszczalnikowych nie ulegnie zmianie;
2.
Założono, że emisje ze zużycia rozpuszczalników w gospodarstwach domowych nie ulegną
zmianie – poziom emisji z roku 2006;
3. Założono, że pozostałe emisje NMLZO wzrosną zgodnie z trendami rozwoju poszczególnych
sektorów.
SNAP7 (Transport drogowy):
1. Założono, że obecny średni wiek pojazdów samochodowych wynoszący odpowiednio 14 lat
dla pojazdów osobowych, 16 lat dla autobusów, 12 lat dla HDV i LDV, nie ulegnie zmianie;
odpowiednio wdrażane będą normy EURO;
2. Założono stały udział samochodów o silnikach wysokoprężnych (wg udziału z roku 2007 GUS);
3. Wzrost natężenia ruchu określono na podstawie metodologii GDDKiA, wg prognozy PKB.
SNAP8 (Inne pojazdy i urządzenia):
1. Założono, że przy wzrastającej liczbie ciągników i innych maszyn, zastępowanie starych
modeli nowymi spełniającymi nowe normy emisji przyczyni się do zachowania emisji
na poziomie roku 2006 (kompensacja).
33
SNAP9 (Zagospodarowanie odpadów) i SNAP10 (Rolnictwo):
Ze względu na znikomy udział emisji prekursorów ozonu z tych kategorii źródeł SNAP przyjęto dla
nich prognozy emisji wg EMEP.
2.4. Opis sporządzania prognoz emisji na lata 2010 i 2020 –
prognoza rozszerzona
Prognoza rozszerzona tzw. „maksymalne redukcje” zakłada wybór działań najbardziej
efektywnych pod względem redukcji emisji prekursorów ozonu w ramach obowiązującego
oraz projektowanego prawa.
2.4.2 Zaprojektowanie działań dodatkowych
Analiza możliwych działań dodatkowych dotyczyła przede wszystkim kategorii źródeł SNAP
i aktywności zawartych w tych kategoriach, które mają największy udział w emisji – dają największy
potencjał redukcji w skali kraju. Są to następujące kategorie źródeł emisji:

S6 (Zastosowanie rozpuszczalników i innych produktów) – ok. 20% udziału emisji NMLZO;

S1 (Procesy spalania w sektorze produkcji i transformacji energii) – ok. 34% udziału emisji
NOx i ok. 1% udziału emisji NMLZO;

S7 (Transport drogowy) – ok. 27% udziału emisji NOx i ok. 11% udziału emisji NMLZO;

S2 (Procesy spalania w sektorze komunalnym i mieszkaniowym) – ok. 12% udziału emisji
NMLZO i ok. 9% udziału emisji NOx;

S8 (Inne pojazdy i urządzenia) – ok. 15% udziału emisji NOx i ok. 5% udziału emisji NMLZO;

S3 (Procesy spalania w przemyśle) – ok. 14% udziału emisji NOx i ok. 1% udziału emisji
NMLZO.
W przypadku emisji z kategorii źródeł SNAP: S1, S7 i S8 a także częściowo S3, działania dodatkowe
skierowane na ograniczenie emisji zostały zaprojektowane przez Komisję Europejską poprzez
niedawno uchwalone i projektowane dyrektywy:

Projekt dyrektywy o emisjach przemysłowych (S1, S3 - ustanawia zaostrzone standardy emisji
– niższe limity dla przemysłu oraz poszerza ilość instalacji objętych tymi regulacjami);

Projekt dyrektywy o zmianie i rozszerzeniu systemu handlu emisjami (S1 i S3 – pośrednio
przez
ograniczanie
emisji
CO2
ograniczone
mogą
być
również
pozostałe
emisje
przemysłowe);

Dyrektywy ustanawiające nowe standardy EURO 5 i 6 dla samochodów osobowych
i użytkowych;

Dyrektywy ustanawiające standardy dla pojazdów nie poruszających się po drogach.
Działaniami wynikającymi z tych dyrektyw są:
34
1. Wprowadzenie nowych, ostrzejszych standardów emisji (przemysł, silniki) jako wymagań
prawnych;
2. Działania polegające na zwiększeniu efektywności wytwarzania i zwiększenia udziału
alternatywnych źródeł energii w przemyśle i produkcji energii, wynikające z konieczności
redukcji emisji CO2.
Dodatkowo przeanalizowano następujące działania:

Administracyjne ograniczenia w swobodzie działalności dla przedsiębiorstw dotyczące
wykorzystania środków transportu i maszyn nie poruszających się po drogach (wprowadzenie
wymogów spełnienia określonego standardu emisji) oraz stosowania technologii redukcji
emisji NMLZO, NOx pozwalających na redukcje emisji znacznie poniżej poziomów
wymaganych wg standardów;

Wprowadzenie administracyjnych ograniczeń dla osób fizycznych dotyczących wykorzystania
samochodów
osobowych
nie
spełniających
określonych
standardów
emisji
(strefy
ograniczonej emisji);

Wprowadzenie administracyjnych ograniczeń dla osób fizycznych dotyczących wykorzystania
źródeł ciepła określonego typu;

Prowadzenie kampanii społecznych nakierowanych na zmianę zachowań (transport, źródła
ciepła);

Wprowadzenie zachęt ekonomicznych dla zmiany pojazdów i źródeł ciepła na nowsze,
spełniające określone standardy.
Działania polegające na całkowitej administracyjnej kontroli emisji prekursorów ozonu, maksymalnym
możliwym ograniczeniu są najskuteczniejszą lecz zarazem najbardziej kontrowersyjną i napotykającą
największy opór społeczny metodą ograniczenia emisji. Ze względu na ich kontrowersyjność należy
stosować je w ograniczonym zakresie i w uzasadnionych ekonomicznie przypadkach, w szczególności
gdy efekty ekologiczne znacząco przewyższają koszty wprowadzenia tego typu rozwiązań. Działania
polegające na wprowadzeniu zachęt ekonomicznych również mogą wiązać się z dużymi nakładami
środków, które w dodatku będą trudne do pozyskania. Tego typu działania mogą być prowadzone
na niewielką skalę. Najmniej kosztownymi i wzbudzającymi najmniej kontrowersji działaniami
są kampanie społeczne i działania zmierzające do zmiany postaw i zachowań, jednak przynoszą one
efekty w długim okresie czasu.
2.4.3 Wybór scenariuszy działań do prognozy
Rozważono trzy scenariusze działań:
1. Scenariusz administracyjny – polegał na wprowadzeniu wszystkich możliwych środków
służących redukcji emisji prekursorów, oparty przede wszystkim na administracyjnych
wymaganiach dla działalności gospodarczej i osób fizycznych (obowiązki i kary) – scenariusz
w praktyce nie wykonalny w państwie demokratycznym;
35
2. Scenariusz mieszany – polegał na połączeniu działań administracyjnego regulowania emisji
wraz z działaniami nakierowanymi na zmianę postaw oraz zachętami ekonomicznymi;
3. Scenariusz zmian zachowań – polegał na nie nakładaniu ograniczeń administracyjnych,
a jedynie na promowaniu odpowiedzialnych postaw wśród przedsiębiorców i osób fizycznych
wraz ze stosowaniem ograniczonych zachęt ekonomicznych.
Do przygotowania prognozy przyjęto scenariusz mieszany, ze względu na jego najlepsze efekty
ograniczania emisji prekursorów ozonu w porównaniu z kosztami społecznymi i ekonomicznymi.
Zaprojektowane działania dodatkowe, przyjęte w scenariuszu, opierały się na następujących
założeniach:
SNAP1 (Procesy spalania w sektorze produkcji i transformacji energii):
1. Założono
niezbędną
modernizację
techniczną
i
ekologiczną
istniejących
urządzeń
wytwórczych, celem sprostania wymogom emisyjnym, określonym w konsultowanym projekcie
dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie emisji przemysłowych (zintegrowane
zapobieganie zanieczyszczeniom i ich kontrola - dyrektywa IPPC) z uwzględnieniem
przepisów tzw. „wspólnego komina”. Szczegółowe założenia są podane w Załączniku nr 2.
SNAP2 (Procesy spalania w sektorze komunalnym i mieszkaniowym):
1. Założono zwiększone nasilenie działań na rzecz efektywności energetycznej oraz ochrony
klimatu, wynikające z pełnego wdrożenia w życie pakietu energetyczno-klimatycznego UE;
2. Założono, że w gospodarstwach domowych ok. 2% energii będzie pochodziło z OZE (2020 r.);
3. Założono, że w ramach aktywności ciepłownictwo komunalne, do roku 2020 udział energii
z OZE spowoduje spadek emisji o 15%;
4. Założono, że do roku 2020 ok. 30% budynków mieszkalnych oraz użyteczności publicznej
zostanie objętych termomodernizacją, w ramach której średnio uzyska się 25% oszczędności
energii;
5. Założono wykonanie modernizacji pieców CO stosowanych w budynkach mieszkalnych
i wzrost sprawności o ok. 25%;
6. Założono
zastosowanie
katalizatorów
(dodatków
katalitycznych)
spalania
w
25%
wykorzystywanych pieców węglowych.
SNAP3 (Procesy spalania w przemyśle):
1. Założono zastosowanie węgla o obniżonej zawartości siarki – średnio w skali kraju obniżenie
o 50%;
2. Założono, że ok. 10% źródeł opalanych węglem zostanie zastąpionych źródłami gazowymi;
3. Założono, że w przemysłowych elektrociepłowniach 10% energii będzie pochodziło
z alternatywnych źródeł;
36
4. Założono, że w 10% elektrociepłowni przemysłowych zostanie zastosowane odsiarczanie
spalin o skuteczności 95%;
5. Założono, że w zakresie redukcji NOx i NMLZO i CO zostaną zastosowane technologie:
a. palniki niskoemisyjne (Low-NOX Burners - LNB),
b. powietrze górne – dysze OFA (Overfire Air - OFA),
c. uzupełniające spalanie (Reburning),
d. selektywna, niekatalityczna redukcja (Selective Non-Catalytic Reduction - SNCR);
e. selektywna, katalityczna redukcja (Selective Catalytic Reduction - SCR),
pozwalając na redukcję emisji: NOx – 60%, NMLZO – 50%, CO – 50%.
SNAP4 (Procesy produkcyjne):
1. Założono, że w zakresie emisji NOx na skutek zastosowania lepiej zaprojektowanych
procesów spalania, dobrych praktyk oraz ulepszenia procesu kontroli w przemyśle
chemicznym emisje nie wzrosną;
2. Założono, że w zakresie redukcji emisji NMLZO zostaną zastosowane wszystkie możliwe
techniki redukcji, odpowiednie do danego rodzaju działalności: dobre praktyki, środki „końca
rury” oraz ulepszenie procesu wraz z zastosowaniem zamienników materiałów, co pozwoli
osiągnąć redukcje emisji rzędu 25%; w przemyśle drzewnym i papierniczym zostaną również
zastosowane powszechnie produkty o obniżonej zawartości NMLZO;
3. Założono, że emisje CO wzrosną zgodnie z trendem rozwoju gospodarczego.
SNAP5 (Wydobycie i dystrybucja paliw kopalnych):
1. Założono zastosowanie pochłaniaczy par na wszystkich stacjach benzynowych, nawet jeżeli
nie podlegają takiemu obowiązkowi.
SNAP6 (Stosowanie rozpuszczalników i innych substancji):
1. Założono pełne wdrożenie w życie technik redukcji określonych w dokumencie Komisji:
„Wytyczne dotyczące zastępowania i redukcji LZO z rodzajów działalności podlegających
Dyrektywie w sprawie emisji LZO z rozpuszczalników (Dyrektywa 1999/13/WE)”, nawet jeżeli
obecnie zakłady spełniają aktualnie obowiązujące normy;
2. Założono zmianę stosunku zużycia farb wodnych do rozpuszczalnikowych (spadek zużycia
rozpuszczalnikowych o 30%);
3. Założono spadek wykorzystania rozpuszczalników w gospodarstwach domowych o 50%
na skutek wzrostu świadomości i spadku wykorzystania farb rozpuszczalnikowych.
SNAP7 (Transport drogowy):
1. Założono, że zostanie wprowadzony wymóg użytkowania HDV wyłącznie spełniających normę
EURO5 lub wyższe.
37
SNAP8 (Inne pojazdy i urządzenia):
1. Założono, że zostanie osiągnięty średni poziom emisyjności silników 3B wg dyrektywy
1998/68/WE (wprowadzenie obowiązku użytkowania pojazdów spełniających tę normę jako
minimum).
SNAP9 (Zagospodarowanie odpadów) i SNAP10 (Rolnictwo):
Dla tych kategorii źródeł SNAP nie projektowano działań dodatkowych.
2.5. Wyniki
W niniejszym podrozdziale zestawiono oszacowane dla Polski, na podstawie przedstawionych
wyżej założeń, wielkości emisji prekursorów ozonu w roku bazowym – 2006 oraz w latach prognozy –
2010 i 2020, zarówno dla prognozy podstawowej jak i rozszerzonej, w podziale na główne kategorie
SNAP. Dokonano także porównania oszacowanych wielkości emisji z odnośnymi wielkościami z baz
danych EMEP.
W poniższej tabeli zestawiono wielkości emisji prekursorów ozonu dla 2006 r.
Tabela 2.6
Źródła
emisji
Wielkości emisji prekursorów ozonu dla Polski w 2006 r. wg EMEP oraz oszacowań własnych
NOx [Gg]
EMEP
SOx [Gg]
Oblicz.
EMEP
CO [Gg]
Oblicz.
EMEP
NMLZO [Gg]
Oblicz.
EMEP
Oblicz.
SNAP01
304,91
356,41
858,85
1036,29
47,09
47,45
14,76
13,72
SNAP02
83,06
85,24
236,58
239,19
1792,41
1804,93
111,15
112,88
SNAP03
134,45
133,49
111,07
97,38
91,18
133,74
9,35
11,12
SNAP04
20,12
14,49
13,96
15,56
18,93
25,78
67,86
69,38
SNAP05
0,00
0,29
0,00
0,94
0,00
0,53
38,94
38,01
SNAP06
0,00
0,03
0,00
0,02
0,00
0,04
204,82
206,95
SNAP07
243,47
249,69
0,98
1,14
687,05
732,51
102,38
109,91
SNAP08
133,31
146,00
0,59
6,00
144,37
149,10
43,57
43,21
SNAP09
1,60
0,08
0,00
0,11
23,08
22,88
3,02
3,74
SNAP10
0,00
0,70
0,00
0,00
0,00
0,11
31,82
29,14
920,92
986,41
1222,03
1396,64
2804,11
2917,07
627,68
638,06
Razem
Różnice pomiędzy oszacowanymi wielkościami emisji, a emisjami pochodzącymi z bazy EMEP
są rzędu od ok. 2% dla NMLZO do 14% dla SO x. Poniżej przedstawiono udziały poszczególnych
źródeł emisji, wg podziału na kategorie SNAP, w emisji NOx, SOx, CO i NMLZO.
38
Rysunek 2.2
Udział źródeł emisji NOx, SOx, CO i NMLZO wg oszacowań własnych, dla Polski w 2006 roku
Jak wynika z powyższego, SO x i NOx powstają w Polsce przede wszystkim w procesach
energetycznego spalania paliw w źródłach stacjonarnych, które są odpowiedzialne za odpowiednio
ok. 74% i ok. 36% emisji tych związków. W przypadku NOx niemniej istotną rolę odgrywa transport
drogowy – pochodzi z niego ok. 25% emisji (ok. 250 Gg). Analogiczny udział ma transport w emisji
CO, występując obok głównego źródła tego zanieczyszczenia, jakim są procesy spalania w sektorze
komunalnym i mieszkaniowym, przyczyniające się do ok. 62% całkowitej emisji CO (ok. 1805 Gg).
39
Wielkość emisji NMLZO jest kształtowana w zasadniczej mierze przez procesy z zastosowaniem
rozpuszczalników chemicznych. W 2006 r. z tego źródła pochodziło ok. 207 Gg NMLZO, co stanowi
ok. 32% emisji całkowitej tego zanieczyszczenia.
W poniższych tabelach zestawiono oszacowane dla Polski wielkości emisji prekursorów ozonu
dla 2010 r. i 2020 r. – prognoza podstawowa oraz rozszerzona w stosunku do emisji bazowej – dla
2006 r.
40
Tabela 2.7
Wielkości emisji prekursorów ozonu dla Polski w 2010 r. – prognoza podstawowa i rozszerzona oraz zmiany emisji w stosunku do bazowej – dla 2006 r.
NOx [Gg]
Źródła
emisji
progn.
podst.
progn.
rozsz.
SOx [Gg]
różnica
2006 progn.
podst.
różnica
2006 progn.
rozsz.
progn.
podst.
progn.
rozsz.
CO [Gg]
różnica
2006 progn.
podst.
różnica
2006 progn.
rozsz.
progn.
podst.
progn.
rozsz.
NMLZO [Gg]
różnica
2006 progn.
podst.
różnica
2006 progn.
rozsz.
progn.
podst.
progn.
rozsz.
różnica
2006 progn.
podst.
różnica
2006 progn.
rozsz.
SNAP01
254,25
242,31
102,16
114,10
433,83
407,92
602,46
628,37
37,76
37,76
9,69
9,69
12,95
12,95
0,77
0,77
SNAP02
83,49
80,02
1,75
5,22
227,77
223,12
11,42
16,07
1729,83
1702,52
75,10
102,41
107,80
106,12
5,08
6,76
SNAP03
148,80
148,67
-15,31
-15,18
110,34
88,89
-12,96
8,49
146,18
131,22
-12,44
2,52
12,25
11,10
-1,13
0,02
SNAP04
15,67
14,26
-1,18
0,23
17,03
15,55
-1,47
0,01
28,25
28,25
-2,47
-2,47
76,64
69,85
-7,26
-0,47
SNAP05
0,14
0,14
0,15
0,15
0,70
0,70
0,24
0,24
0,35
0,35
0,18
0,18
38,50
38,50
-0,49
-0,49
SNAP06
0,02
0,03
0,01
0,00
0,01
0,01
0,01
0,01
0,02
0,02
0,02
0,02
209,42
187,27
-2,47
19,68
SNAP07
170,29
170,29
79,40
79,40
0,67
0,67
0,47
0,47
260,13
260,13
472,38
472,38
22,29
22,29
87,62
87,62
SNAP08
144,77
144,77
1,23
1,23
5,45
5,45
0,55
0,55
148,10
148,10
1,00
1,00
43,18
43,18
0,03
0,03
SNAP09
0,08
0,08
0,00
0,00
0,11
0,11
0,00
0,00
29,07
29,07
-6,19
-6,19
0,49
0,49
3,25
3,25
SNAP10
0,70
0,70
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,11
0,11
0,00
0,00
0,00
0,00
29,14
29,14
818,20
801,26
168,20
185,14
795,92
742,42
600,73
654,22
2379,80
2337,54
537,27
579,54
523,52
491,74
114,54
146,31
Razem
41
Tabela 2.8
Wielkości emisji prekursorów ozonu dla Polski w 2020 r. – prognoza podstawowa i rozszerzona oraz zmiany emisji w stosunku do bazowej – dla 2006 r.
NOx [Gg]
Źródła
emisji
progn.
podst.
progn.
rozsz.
SOx [Gg]
różnica
2006 progn.
podst.
różnica
2006 progn.
rozsz.
progn.
podst.
progn.
rozsz.
CO [Gg]
różnica
2006 progn.
podst.
różnica
2006 progn.
rozsz.
progn.
podst.
progn.
rozsz.
NMLZO [Gg]
różnica
2006 progn.
podst.
różnica
2006 progn.
rozsz.
progn.
podst.
progn.
rozsz.
różnica
2006 progn.
podst.
różnica
2006 progn.
rozsz.
SNAP01
236,07
129,77
120,34
226,64
533,11
175,48
503,18
860,81
67,54
67,54
-20,09
-20,09
11,39
11,39
2,33
2,33
SNAP02
80,86
54,03
4,38
31,21
203,08
140,30
36,11
98,89
1563,86
1136,49
241,07
668,44
96,87
70,11
16,01
42,77
SNAP03
133,07
54,04
0,42
79,45
98,88
21,74
-1,50
75,64
227,67
66,64
-93,93
67,10
13,81
5,52
-2,69
5,60
SNAP04
14,24
14,24
0,25
0,25
18,66
18,66
-3,10
-3,10
44,93
45,44
-19,15
-19,66
85,98
55,40
-16,60
13,98
SNAP05
0,14
0,14
0,15
0,15
0,70
0,70
0,24
0,24
0,35
0,35
0,18
0,18
39,91
28,57
-1,90
9,44
SNAP06
0,02
0,02
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,02
0,02
0,02
0,02
221,97
141,39
-15,02
65,56
SNAP07
131,04
98,07
118,65
151,62
0,44
0,44
0,70
0,70
148,48
141,51
584,03
591,00
7,67
6,20
102,24
103,71
SNAP08
144,35
59,01
1,65
86,99
5,45
5,45
0,55
0,55
148,14
118,79
0,96
30,31
42,90
8,83
0,31
34,38
SNAP09
0,08
0,08
0,00
0,00
0,11
0,11
0,00
0,00
29,07
29,07
-6,19
-6,19
0,49
0,49
3,25
3,25
SNAP10
0,70
0,70
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,11
0,11
0,00
0,00
0,00
0,00
29,14
29,14
740,56
410,09
245,84
576,31
860,45
362,90
536,20
1033,75
2230,17
1605,97
686,90
1311,11
520,98
327,89
117,07
310,16
Razem
42
Przyjęte założenia dla prognozy do 2010 r., przede wszystkim podstawowej, ale również
rozszerzonej spowodują niewielkie zmiany w wielkościach emisji prekursorów ozonu w stosunku
do wielkości bazowych – dla 2006 r., a w przypadku niektórych ktegorii źródeł emisji nastąpi nawet
ich przyrost, co jest związane np. z prognozowanym rozwojem przemysłu. Niewielkie redukcje
w wielkościach emisji spowodowane są także krótkim horyzontem czasowym dostępnym dla
wprowadzania działań, w tym również działań dodatkowych, wynikajacych z prognozy rozszerzonej,
mających na celu ograniczenie emisji prekursorów ozonu. Największe zmiany emisji, przewiduje się,
że nastąpią w zakresie transportu (SNAP 7) oraz w odniesieniu do procesów energetycznego spalania
paliw (SNAP 1) – zmniejszenie odpowiednio o 59% i 52%, łącznej emisji prekursorów ozonu, w
2010 r. (dla prognozy rozszerzonej) w stosunku do roku 2006. Zanieczyszczeniem, którego emisja
obniży się w największym stopniu będzie SO x (zmniejszenie emisji o 47%). Łącznie emisja
prekursorów ozonu w 2010 r. w stosunku do roku bazowego zmniejszy się o 1421 Gg dla prognozy
podstawowej i o 1565 Gg dla prognozy rozszerzonej.
Bardziej widoczne zmiany w wielkościach emisji analizowanych prekursorów ozonu nastąpią
dopiero w roku 2020. Spadek emisji będzie dotyczył w największym stopniu, podobnie jak dla
prognozy na 2010 r., transportu (SNAP 7) oraz procesów energetycznego spalania paliw (SNAP 1).
Dla tych kategorii źródeł prognozowany jest spadek emisji na poziomie odpowiednio 77% i 74%
w stosunku do roku 2006, dla prognozy rozszerzonej. Łącznie emisja prekursorów ozonu w 2020 r.
w stosunku do roku bazowego zmniejszy się o 1586 Gg dla prognzoy podstawowej i o 3231 Gg dla
prognozy rozszerzonej.
Poniżej przedstawiono udziały źródeł emisji prekursorów ozonu w roku 2020 dla prognozy
rozszerzonej.
43
Rysunek 2.3
Udział źródeł emisji NOx, SOx, CO i NMLZO dla Polski w 2020 roku – prognoza rozszerzona
Porównując udziały źródeł emisji prekursorów ozonu w roku 2020 (rysunek 2.3) z udziałami
właściwymi dla roku bazowego (rysunek 2.2) można zauważyć wyraźny trend w kierunku
zmniejszenia udziałów procesów energetycznego spalania paliw czy transportu drogowego, przy
jednoczesnym wzroście udziału procesów spalania w sektorze komunalnym i mieszkaniowym – widać
to szczególnie na przykładzie: SOx – spadek udziału procesów spalania w produkcji i transformacji
energii z ok. 74% do ok. 48% i wzrost udziału procesów spalania w sektorze komunalnym i
mieszkaniowym z ok. 17% w 2006 do ok. 39% w 2020, lub CO – spadek udziału transportu z ok. 25%
do ok. 9% i wzrost udziału procesów spalania w sektorze komunalnym i mieszkaniowym z ok. 62% w
2006 do ok. 71%.
W celu zilustrowania przestrzennego rozkładu emisji, poniżej zamieszczono mapki dla kilku
najważniejszych kategorii SNAP dla dwóch zanieczyszczeń: NMLZO i NO x dla roku bazowego 2006
oraz dla prognoz: podstawowej 2010r., podstawowej 2020 r. i rozszerzonej 2020 r.
44
Rysunek 2.4
Rozkład emisji NOx, i NMLZO dla kilku wybranych kategorii SNAP dla roku bazowego oraz prognoz
45
Podsumowanie
Analiza prawa, projektów prawa, polityk i strategii oraz weryfikacja krajowej bazy emisji
pozwoliła na sformułowanie kilku poniższych wniosków:

Polska obecnie nie spełnia warunku limitu emisji wynikającego z dyrektywy „pułapowej” NEC
w zakresie emisji NOx, wynoszącego 879 Gg. W zakresie emisji SO2 emisja z krajowych
źródeł antropogenicznych wydaje się być na granicy pułapowej wielkości wynoszącej 1397
Gg. Poniżej w tabeli podano porównanie wyników weryfikacji baz emisji na rok 2006, wyników
prognozy podstawowej „obowiązujące prawo” dla roku 2010 oraz wartości pułapowych;
Tabela 2.9
Porównanie wielkości emisji dla roku 2006, wyników prognozy podstawowej „obowiązujące prawo” dla roku
2010 oraz wartości pułapowych
Emisja [Gg]
SO2
NOx
NMLZO
NH3
dyrektywa „pułapowa”
1397
879
800*
468
rok bazowy 2006
1368
986
638
-
843
818
521
-
prognoza 2010 podstawowa
* LZO

Analizy wykazują, że w wyniku aktywnego dalszego wdrażania obecnie obowiązującego
prawa wartości pułapowe powinny zostać dotrzymane w roku 2010;

W przypadku przepisów dotyczących limitów emisji wynikających z przepisów dyrektywy LCP
oraz z rozporządzenia dotyczącego norm emisyjnych można ostrożnie stwierdzić, że są
(i najprawdopodobniej będą) w większości dużych instalacji (dla różnych kategorii SNAP)
najczęściej spełniane. Należy jednak pamiętać, że nie przeprowadzono szczegółowej analizy
w tym zakresie;

Wdrażanie przepisów dyrektywy IPPC w zakresie pozwoleń zintegrowanych jest generalnie
implementowane, natomiast zastrzeżenia mogą powstać w stosunku do stosowania
najlepszych dostępnych technologii BAT;

W zakresie przepisów dotyczących norm jakości powietrza wdrażanie przepisów w postaci
opracowywania i realizacji naprawczych programów ochrony powietrza jest realizowane zbyt
wolno i napotyka wiele barier. Bariery te to przede wszystkim: problem jednoznacznej
odpowiedzialności samorządów za jakość powietrza (uchwała sejmiku województwa
w zakresie POP nie jest taktowana jako prawo lokalne), niski priorytet zagadnień jakości
powietrza związany często z niską świadomością zarówno samorządów jak i mieszkańców,
brak społecznej akceptacji dla trudnych działań z zakresu redukcji emisji, brak narzędzi
i rozwiązań systemowych np. regionalnych i lokalnych baz emisji i dostępu do innych danych.
Obecnie na 5 województw realizowany jest 1 program ochrony powietrza w zakresie ozonu
i rozpoczęto procedurę przygotowania POP w drugim województwie;

Aby realizować scenariusz „obowiązujące prawo” (prognoza podstawowa) jak i scenariusz
„maksymalne redukcje” (prognoza rozszerzona), należy aktywnie wspierać wdrażanie
46
i realizację działań z zakresu poprawy jakości powietrza względem ozonu przede wszystkim
poprzez likwidację barier prawnych i podnoszenie świadomości ludzi na temat wagi i skutków
problemu wysokich stężeń ozonu.
3. Prognoza
stanu
zanieczyszczenia
powietrza
atmosferycznego ozonem troposferycznym dla lat 2010
i 2020
3.1. Analiza sytuacji w roku bazowym – 2006
Rok 2006 był nietypowy pod względem sytuacji meteorologicznej w Europie. Lato i jesień
charakteryzowały się dodatnią anomalią temperatury w porównaniu do średniej wieloletniej. W okresie
od 16 czerwca do 30 lipca nad obszarem Europy utrzymywały się rozbudowane od zachodu
nietypowe układy wysokiego ciśnienia, które na przemian łączyły się z wyżem kontynentalnym znad
Rosji tworząc rozległy pas wysokiego lub podwyższonego ciśnienia od Atlantyku przez Europę
i Polskę po Rosję i dalej na wschód. Takie układy cyrkulacyjne powodowały, że od 17 czerwca
do 30 lipca 2006 roku nad obszar kraju napływały okresowo masy zwrotnikowego powietrza
z południowego-zachodu,
południowego-wschodu
oraz
z
południa,
nawet
znad
Afryki.
Nasłonecznienie w takim typie cyrkulacji było bardzo duże, a usłonecznienie przekraczało normy
wieloletnie. Średnia temperatura w czerwcu i lipcu była również wyższa od wieloletniej (Lorenc, 2006).
Wysokie temperatury będące efektem słonecznej pogody i adwekcji gorącego i suchego
powietrza, częste występowanie hamujących rozwój konwekcji inwersji termicznych w obszarach
wyżowych
stwarzały
szczególnie
niekorzystne
warunki
ze
względu
na
zanieczyszczenie
fotochemiczne. Według raportu Europejskiej Agencji Środowiska (EEA, 2007) rok 2006 był drugim
w ostatniej
dekadzie,
charakteryzującym
się
występowaniem
tak
znaczących
przekroczeń
normowanych poziomów stężeń ozonu przyziemnego. W okresie letnim 2006 stężenia ozonu były
szczególnie wysokie na południu i północnym zachodzie Europy, z częstszymi niż w poprzednich
latach przekroczeniami progu informowania społeczeństwa 180 μg/
3
(rysunek 3.1). Najwyższe
3
1-godzinne stężenia ozonu zaobserwowano (370 μg/m ) we Włoszech. Stężenia przekraczające
3
300 μg/m zanotowano również w Portugalii, Hiszpanii, Francji, Austrii i Rumunii.
47
Rysunek 3.1
Liczba dni z przekroczeniami progu informowania społeczeństwa na podstawie obserwacji (źródło: EEA
Technical report No 5/2007)
Wartość docelowa ze względu na
ochronę zdrowia ludzi (120 μg/m
3
jako najwyższe z
8-godzinnych średnich kroczących stężeń ozonu w ciągu doby) była znacząco przekraczana na całym
kontynencie Europejskim (rysunek 3.2). Najsilniejsze epizody zostały zanotowane w dniach 17-22 i
25-28 lipca (9 dni). Występowanie przekroczeń w okresie letnim 2006 dotknęło również Europę
Środkową i Wschodnią.
Rysunek 3.2
Liczba dni z przekroczeniami wartości docelowej 120 μg/m 3 na podstawie obserwacji (źródło: EEA
Technical report No 5/2007)
48
Geneza epizodów wysokich stężeń ozonu nad Polską w roku 2006
Analiza serii pomiarowych ozonu na stacjach PMŚ w Polsce wskazuje że w roku 2006 wystąpiło
kilka silnych epizodów wysokich stężeń ozonu, obejmujących swoim zasięgiem znaczny obszar kraju.
Analiza sytuacji meteorologicznej została przeprowadzona na podstawie dostępnych biuletynów
serwisów prognoz pogody oraz analiz synoptycznych map dolnych. Wzorem EEA (2007) do ilustracji
warunków meteorologicznych w okresach epizodów wykorzystano mapy udostępniane przez
Uniwersytet w Kolonii.
Pierwszy okres wysokich stężeń zaobserwowano na większości stacji w dniach 5 – 8 maja.
Warunki meteorologiczne, kształtowane przez ośrodek wysokiego ciśnienia znad Finlandii,
charakteryzowały się brakiem opadów atmosferycznych, wysoką temperaturą i niską wilgotnością
względną powietrza. Maksymalne stężenie dobowe dla 8 godzinnej średniej kroczącej przekraczało
3
normowany poziom 120 μg/m w wielu punktach pomiarowych. Pojawienie się tego epizodu jest
trudne do zinterpretowania. Wystąpienie krótkiego, jednodniowego maksimum sugeruje adwekcyjny
charakter tego przypadku. Temperatura powietrza w Polsce nie przekraczała 25°C, napływ
występował z kierunków wschodnich i północno-wschodnich. Taka sytuacja nie jest typowa dla
pojawiania się epizodów wysokich stężeń ozonu nad obszarem Polski, symulacja modelem GEM-AQ
wskazuje jednak na transport zanieczyszczonej ozonem masy powietrza znad Rosji (Moskwa) przez
obszar Białorusi w kierunku Polski.
Rysunek 3.3
W
Sytuacja meteorologiczna (ciśnienie znormalizowane, temperatura i pole wiatru) 5 i 7 maja 2006 (12 UTC);
źródło: http://www.eurad.uni-koeln.de/index_e.html
drugiej
połowie
czerwca
w
zależności
od
lokalizacji stacji
wystąpiło kilka dni
charakteryzujących się wysokimi stężeniami ozonu. Przekroczenia notowano najczęściej na
zachodzie i południowym zachodzie kraju. W tym okresie wystąpiły dni gorące i upalne, co było
efektem adwekcji bardzo ciepłych mas powietrza polarno – morskiego. Ponadto najdłuższe dni roku
charakteryzowały się znaczną przewagą dopływu energii słonecznej nad jej odpływem. Przeważał
kierunek napływu ciepłych mas powietrza z zachodu i niewielkie prędkości wiatru. Największy zasięg
epizodu zanotowano 16 czerwca. Taka sytuacja jest dość typowa dla powstawania epizodów nad
49
Polską, kiedy oprócz lokalnej produkcji i emisji znaczny jest udział transportowanych prekursorów i
ozonu (Struzewska, 2002, Kaminski i inni 2002, Struzewska i inni, 2006).
Rysunek 3.4
Sytuacja meteorologiczna (ciśnienie znormalizowane, temperatura i pole wiatru) 16 i 20 czerwca 2006 (12
UTC); źródło: http://www.eurad.uni-koeln.de/index_e.html
W lipcu 2006 roku przeważała niska jakość powietrza, będąca konsekwencją specyficznych
warunków pogodowych. Sytuacja meteorologiczna sprzyjająca powstaniu epizodu wysokich stężeń
ozonu w pierwszej połowie lipca została szczegółowo przeanalizowana w publikacji Struzewska
i Kaminski (2008). W tym okresie nad Europą Środkową wystąpiła fala upałów sięgająca
aż po Skandynawię i kraje bałtyckie. Nad obszar Polski z południa nadpływało suche i gorące
powietrze znad Północnej Afryki. Wysokie temperatury – przekraczające 30°C oraz słabe
zachmurzenie związane z sytuacją wyżową spowodowały intensywny epizod fotochemiczny
na terenie większości kraju. Falę upałów w Europie Środkowej i epizod wysokich stężeń ozonu
zakończyło przejście frontu atmosferycznego i napływ chłodnej i czystej masy powietrza z północy.
Rysunek 3.5
Sytuacja meteorologiczna (ciśnienie znormalizowane, temperatura i pole wiatru) 8 i10 lipca 2006 (12 UTC);
źródło: http://www.eurad.uni-koeln.de/index_e.html
50
W drugiej połowie lipca warunki meteorologiczne były kształtowane przez układy wysokiego
ciśnienia, zapewniające słoneczną pogodę, adwekcję bardzo ciepłego i suchego powietrza
kontynentalnego oraz częste występowanie inwersji osiadania hamujących rozwój konwekcji,
i pionową wymianę mas powietrza. Epizod który wystąpił w drugiej połowie lipca został szczegółowo
opisany w raporcie Europejskiej Agencji Środowiska dotyczącym zanieczyszczenia ozonem w okresie
letnim 2006 (EEA, 2007). Fala upałów która w tym okresie dotknęła Europę spowodowała wystąpienie
silnego epizodu fotochemicznego, który swoim zasięgiem objął większą część kontynentu. Przypadek
ten był również przedmiotem analiz w projekcie realizowanym w ramach grantu MNiSW
nr COST/1/2007 (Struzewska, 2009). W okresie tym cyrkulacją nad Europą sterował rozbudowany
układ wysokiego ciśnienia. Najwyższe temperatury występowały nad Europą Zachodnią, w kierunku
Polski w kolejnych dniach nadpływało gorące, zanieczyszczone fotochemicznie powietrze. Obszar
największej ekspozycji na wysokie stężenia ozonu pokrywał się z rozkładem najwyższych temperatur.
Rysunek 3.6
Sytuacja meteorologiczna (ciśnienie znormalizowane, temperatura i pole wiatru) 21 i 27 lipca 2006
(12 UTC); źródło: http://www.eurad.uni-koeln.de/index_e.html
Podjęto próbę wskazania głównych przyczyn które spowodowały powstanie przekroczeń:
W maju krótkotrwały epizod nad Polską miał charakter adwekcyjny. Wysokie stężenia nad
Polską powstały na skutek transportu z kierunków wschodnich;
W
drugiej
połowie
czerwca
w
większości
przypadków
do
intensyfikacji
produkcji
fotochemicznej przyczyniał się słaby wiatr, dość wysoka temperatura i brak zachmurzenia, ale
w niektórych dniach występował napływ mas powietrza z kierunków zachodnich;
W pierwszej połowie lipca za pojawienie się epizodu ozonowego odpowiadają kierunek
napływu mas powietrza i bardzo wysoka temperatura powietrza w warstwie przyziemnej.
Produkcja ozonu była uzależniona głównie od dostępności lokalnej emisji;
W drugiej połowie lipca epizod charakteryzował się napływem gorących i zanieczyszczonych
mas powietrza znad Europy Zachodniej.
51
Procentowy rozkład całkowitej liczby przekroczeń progu informowania społeczeństwa 180 μg/m 3 i wartości
docelowej 120 μg/m3 w trakcie poszczególnych epizodów.
Tabela 3.1
Charakter epizodu, kierunek napływu
Okres
5 – 8 maja
Procent całkowitej
liczby przekroczeń
progu informowania
społeczeństwa
3
180 μg/m
Procent całkowitej
liczby przekroczeń
wartości docelowej
3
120 μg/m
36%
20%
3%
27%
7%
27%
54%
26%
Epizod adwekcyjny
Napływ ze wschodu
16 - 22
czerwca
Przewaga produkcji lokalnej
Słaby wiatr, nieznaczny napływ z
zachodu i południowego zachodu
Stosunkowo niewielki zasięg epizodu
5 –10 lipca
Silna lokalna produkcja ozonu
związana z warunkami
meteorologicznymi (wyjątkowo wysokie
temperatury, duże nasłonecznienie)
Napływ z południa
18 – 29
lipca
Łączny efekt produkcji lokalnej i
adwekcji zanieczyszczonych mas
powietrza
Napływ z zachodu i południowego
zachodu
Analiza
procentowego
rozkładu
całkowitej
liczby
przekroczeń
progu
informowania
3
społeczeństwa 180 μg/m w trakcie poszczególnych epizodów wskazuje na to, że największa liczba
przekroczeń wystąpiła w trakcie epizodu w drugiej połowie lipca, w którym produkcja lokalna związana
z
warunkami
meteorologicznymi
intensyfikowana
była
przez
transgraniczny
napływ
zanieczyszczonych mas powietrza (54%). Epizody, w których dominowała lokalna produkcja ozonu
charakteryzowały się krótszym czasem trwania, a w przypadku epizodu w drugiej połowie czerwca –
również mniejszym zasięgiem, stąd znacznie mniejszy udział procentowy przekroczeń. Procentowy
udział przekroczeń wartości docelowej w przypadku wszystkich epizodów jest zbliżony. Świadczyć
to może o tym, że w przypadku wystąpienia podwyższonych stężeń ozonu na rozległym obszarze,
związanych
z
warunkami meteorologicznymi,
bardzo
wysokie stężenia
będą tworzyć
się
na ograniczonym obszarze w pobliżu dużych źródeł emisji.
Geneza epizodów, które wystąpiły nad obszarem Polski była odmienna w poszczególnych
przypadkach. Wyłączając przypadek z pierwszej połowy lipca, gdzie dominującą rolę odegrały
wysokie temperatury, zawsze występowanie wysokich stężeń było poprzedzane napływem
zanieczyszczonej masy powietrza. W odniesieniu do pierwszego epizodu lipcowego, tu pojawiła się
dość szczególna sytuacja meteorologiczna, związana z przewagą cyrkulacji na kierunku północ –
52
południe. W żadnym z omówionych przypadków nie można stwierdzić, iż za wystąpienie przekroczeń
odpowiada wyłącznie lokalny poziom emisji.
3.1.1 Weryfikacja modelu
Oszacowanie wpływu redukcji antropogenicznej emisji zanieczyszczeń pierwotnych na poziom
stężeń ozonu na podstawie symulacji numerycznym modelem jakości powietrza można uznać
za prawdopodobne, jedynie w przypadku gdy symulacja dla sytuacji rzeczywistej, wykorzystującej
emisje aktualne dla terminu obliczeń, wskazuje na dobrą zgodność wyników modelu z obserwacjami.
Punktu pomiarowe wybrane do tego typu analiz powinny być reprezentatywne dla danej rozdzielczości
modelu.
Do oceny sprawdzalności symulacji bazowej, wykonanej dla roku 2006, użyto pomiarów stężeń
ozonu wykonanych na stacjach Państwowego Monitoringu Środowiska, zarchiwizowanych w krajowej
bazie danych JPOAT. Aby był spełniony warunek reprezentatywności stacji, z analiz wykluczono ciągi
pomiarowe ze stacji komunikacyjnych, stacji miejskich i stacji tła miejskiego. Spośród pozostałych
wykluczono trzy stacje położone w górach, powyżej 1000 m n.p.m: Czarna Góra (1133 m n.p.m.),
Śnieżne Kotły (1490 m n.p.m.), Śnieżka (1602 m n.p.m.), gdyż przy przyjętej rozdzielczości siatki
obliczeniowej 25 km model nie jest w stanie dokładnie odtworzyć cech topografii, a co za tym idzie,
transportu i efektów lokalnych. Tabela 3.2 zawiera pełną listę stacji wykorzystanych do analiz.
Lokalizację stacji na terenie Polski ilustruje rysunek 3.7. Dla oceny jakości wyników modelowania
istotne byłoby aby punkty pomiarowe były zlokalizowane w sposób równomierny na obszarze kraju,
warunek ten nie jest jednak spełniony, gdyż w południowo-wschodniej oraz w północnej części Polski
znajduje się niewiele stacji monitoringu tła ozonu. Dodatkowo, przeprowadzono analizy dla 7 stacji
sieci EMEP położnych w Europie Zachodniej.
53
Rysunek 3.7
Lokalizacja stacji pomiarowych ozonu typu tła regionalnego i tła podmiejskiego na terenie Polski. Źródło:
http://www.eea.europa.eu/themes/air/airbase/map-stations
Zgodnie z zaleceniami Dyrektywy 2008/50/WE, analizy odniesiono do wielkości normowanych –
najwyższej dobowej wartości stężenia ozonu spośród 8-godzinnych średnich kroczących oraz
maksymalnego stężenia ozonu w ciągu doby. Zakres analizy obejmował obliczenie podstawowych
statystyk błędów: średniego odchylenia przeciętnego (MBE – mean bias error), odchylenia
średniokwadratowego (RMSE – root mean square error) oraz współczynnika korelacji dla każdej stacji
dla ciągu całorocznego (tabela 3.3) oraz osobno dla każdego miesiąca (Załącznik 3, tabela Z3.1 –
Z3.4). Przeanalizowano również przebiegi czasowe dla najwyższej dobowej wartości stężenia spośród
8-godzinnych średnich kroczących oraz maksymalnego stężenia w ciągu doby, celem wychwycenia
okresów w których wystąpiły największe rozbieżności.
Wzięto też pod uwagę kryterium dokładności modelowania zdefiniowane w Dyrektywie
2008/50/WE, według którego co najmniej 90% wartości modelowanych powinno zachowywać
odchylenie od obserwacji nie większe niż 50%. (tabela 3.3, Załącznik 2, tabela Z3.6 – Z3.7).
Dodatkowo przeprowadzono ocenę sprawdzalności modelu w odniesieniu do stężeń dwutlenku azotu,
dla wybranych reprezentatywnych stacji na obszarze Polski (tabela 3.4).
Tabela 3.2
1
2
3
4
Stacje monitoringowe wykorzystane w analizach
Jeleniów
Bory Tucholskie - Zielonka
Jarczew
Smolary Bytnickie
DsJelw05
KpZielBoryTuch
LbJarczew
LuSmobytWIOS_AUT
długość
geograficzna
15.37
17.93
22.03
15.27
szerokość
geograficzna
51.33
53.65
51.95
52.22
Typ stacji
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
54
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
Gajew
Parzniewice
Szymbark
Belsk (Inst. Geofizyki PAN)
Granica (Kampinowski PN)
Płock
Borsukowizna-wiejska
Święty Krzyż
Złoty Potok
Puszcza Borecka (IOŚ)
Mścigniew
Krzyżówka
Widuchowa
Legionowo (ul. Zegrzyńska)
Tłuszcz (ul. Kielaka)
Białystok (st. podmiejska)
Łeba
Belgia
Belgia
Czechy
Niemcy
Niemcy
UK
UK
LdGajewWIOSAGajew
LdParzniWIOSAParznie
MpSzymbaWIOS0507
MzBelskIGPAN
MzGranicaKPN
MzPlockPKN2
PdBorsuWiejska
SkSwKrzyzZM
SlZlotyJano_lesni
WmPuszcz_IOS_Borecka
WpWKP003
WpWKP004
ZpGryfWiduchowa003
MzLegionZegIMGW
MzTluszczJKiel
PdBialyPodmiejska
Pm08LEBAiEMEPa
Offagne
Vezin
Kosetice
Neuglobsow
Zingst
Harwell
WickenFen
długość
geograficzna
19.23
19.56
21.12
20.87
20.51
19.71
23.72
21.17
19.55
22.07
16.42
17.83
14.40
20.99
21.54
23.35
17.64
5.24
5.04
15.08
13.03
12.73
-1.32
-0.38
szerokość
geograficzna
52.23
51.35
49.64
51.87
52.31
52.59
53.24
51.02
50.82
54.15
51.99
52.56
53.17
52.44
52.51
53.22
54.82
49.98
50.53
49.58
53.17
54.43
51.63
52.43
Typ stacji
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
tło regionalne
tło podmiejskie
tło podmiejskie
tło podmiejskie
tło podmiejskie
EMEP
EMEP
EMEP
EMEP
EMEP
EMEP
EMEP
1
Błąd MBE pomaga ocenić przeciętne obciążenie prognozy. Przy założonej formule ujemna
wartość świadczy o systematycznym niedoszacowaniu, a dodatnia o dużej ilości zbyt wysokich
prognozowanych wartości. W przypadku 8-godzinnej średniej kroczącej, wartości MBE obliczone dla
3
okresu całego roku są dla większości stacji niewielkie i przyjmują wartości ujemne rzędu -4 μg/m .
3
3
Wyraźnie wyższe wartości MBE przyjął tylko dla stacji Płock 14.74 μg/m i Święty Krzyż -20.17 μg/m .
Szczegółowa analiza odchylenia przeciętnego obliczonego dla poszczególnych miesięcy (Załącznik 3,
tabela Z3.1) pozwala stwierdzić, że wartość odchylenia nie jest stała dla całego roku, ale dość
znacząco zmienia się dla poszczególnych miesięcy.
Odchylenie przeciętne dla najwyższego stężenia ozonu w ciągu doby kształtuje się bardzo
podobnie do MBE 8-godzinnej średniej kroczącej stężeń. Dla okresu całego roku odchylenie
przeciętne dla maksimum dobowego jest równe odchyleniu przeciętnemu dla 8-godzinnej średniej
3
kroczącej z dokładnością do ± 1 μg/m . Największe różnice pomiędzy wartościami modelowanymi
o obserwacjami występują w maju, zaś najmniejsze we wrześniu i w październiku. W miesiącach
zimowych (grudzień, styczeń, luty) na większości stacji model ma tendencję do przeszacowania
maksymalnej wartości dobowej.
n
O3
1
MBE
mod el
i 1
n
O3
pomiar
,
n liczba
obserwacji
55
Tabela 3.3
Miary odchyleń modelowanych stężeń ozonu od obserwacji, obliczone dla okresu całego roku 2006
Stacje
MBE
8h
RMSE
Max
8h
Procent
przypadków
spełniających
kryterium
dokładności
modelowania wg.
Dyrektywy
2008/50/WE
Korelacja
max
8h
Max
Avg
Max
DsJelw
-4.64
-5.55
24.37
24.21
0.7
0.72
95.22
98.32
LbZielBor
-3.96
-5.54
29.73
29.08
0.62
0.67
87.54
90.97
LuJarcz
-3.83
-4.51
20.35
20.49
0.8
0.8
96.86
97.44
LdSmobyt
-2.2
-5.11
21.52
21.89
0.75
0.77
95.07
96.45
LdGajew
-4.75
-5.87
20.84
21.52
0.81
0.82
91.51
94.81
MpParzni
-7.67
-7.51
21.44
20.98
0.81
0.84
93.87
96.17
MzSzymb
-8.43
-8.41
25.21
24.91
0.58
0.63
92.73
95.88
MzBelsk
-4.54
-4.35
19.88
20.24
0.82
0.83
94.49
96.17
MzGranic
-2.67
-2.74
18.67
19.6
0.83
0.84
92.48
95.29
PdPlock
14.74
13.86
24.58
24.45
0.69
0.71
88.63
92.26
SkBorsu
-4.91
-5.99
18.59
18.66
0.79
0.8
98.25
99.13
-20.17
-19.6
29.99
29.43
0.67
0.69
87.83
91.42
ZlotyJa
-3.99
-5.21
21.55
21.4
0.75
0.78
95.43
96.86
Puszcz_B
-8.83
-8.24
18.98
20.74
0.77
0.74
97.6
97.07
WpWKP3
4.67
2.96
25.06
24.36
0.76
0.78
87.39
90.5
WKP4
-1.88
-3.3
21.62
22.38
0.78
0.78
93.15
94.54
DsGryfWi
-7.89
-9.41
24.43
24.54
0.72
0.76
90.88
94.48
3.41
3.12
19.31
19.4
0.83
0.84
93.39
95.75
Tluszcz
-1
-1.48
18.1
18.3
0.83
0.84
94.66
96.74
BialyPo
-1.14
-2.33
17.8
17.47
0.81
0.83
96.17
98.63
LEBA
-3.49
-4.15
18.57
19.07
0.72
0.72
98.21
99.11
Offagne
-4.67
-6.82
25.57
25.48
0.62
0.68
95.03
97.69
6.36
3.05
22.13
21.24
0.8
0.83
92.75
95.83
Kosetice
-9.35
-8.21
25.48
24.65
0.63
0.67
92.78
95.29
Neuglob
-1.4
-5.51
26
25.5
0.63
0.7
89.62
94.54
-0.26
-0.67
19.95
21.37
0.7
0.69
95.08
96.45
Harwell
0.28
-1.09
22.14
22.1
0.62
0.65
94.57
96.03
Wicken
-12.4
-15.01
28.1
30.11
0.68
0.69
93.81
96.28
SiSwKrzyz
Legion
Vezin
Zingst
Jakkolwiek obraz tej zmienności różni się na poszczególnych stacjach, można zaobserwować
następujące prawidłowości:
56
W miesiącach maj, czerwiec i lipiec, w których występowały w roku 2006 epizody wysokich
stężeń ozonu, na wszystkich stacjach MBE dla obu parametrów jest ujemne. Średnio wartość
3
MBE wynosi w tych miesiącach ~15 μg/m , przy czym największe rozbieżności występują
w maju. Epizod wysokich stężeń ozonu, który wystąpił na początku maja, nie został
odtworzony. W przypadku pozostałych okresów, w których wystąpiły podwyższone stężenia,
ewolucja epizodów była odtworzona poprawnie choć maksymalne wartości dobowe w
większości przypadków są niedoszacowane;
3
Największe przeszacowanie na większości stacji występuje dla miesięcy marca (4.2 μg/m )
3
i grudnia (7.7 μg/m ). Związane może to być ze specyficzną sytuacją meteorologiczną.
Marzec 2006 był znacznie chłodniejszy w porównaniu do średniej wieloletniej, zaś grudzień
nieco cieplejszy. Profile zmienności czasowej emisji opracowywane na podstawie przebiegów
uśrednionych nie uwzględniają zatem poprawnie intensywności emisji w sytuacjach
nietypowych. Również wykorzystywane przez model klimatologiczne pola własności podłoża
mogą nie opisywać w takich wypadkach w sposób właściwy procesów wymiany ciepła
pomiędzy podłożem i atmosferą, a co za tym idzie – temperatury i warunków stabilności
w dolnych warstwach modelu;
Można wyróżnić dwie grupy stacji, w zależności od wielkości emisji – niewielkie
systematyczne niedoszacowanie wartości stężeń w okresie całego roku (stacje położone z
dala od źródeł emisji) oraz przeszacowanie stężeń w miesiącach zimowych i niedoszacowanie
w letnich (stacje zlokalizowane w obszarach charakteryzujących się wyższą emisją
prekursorów).
Podobieństwa w kształtowaniu się miar odchyleń wyników modelu od obserwacji są skutkiem
tego, że wartość maksymalna w ciągu doby w znaczącym stopniu wpływa na wartość 8-godzinnej
średniej kroczącej. Stąd niedoszacowanie wartości maksymalnych stężeń ozonu w ciągu doby,
zwłaszcza w okresie epizodów, oznacza jednocześnie zaniżenie wartości średniej.
Błąd odchylenia średniokwadratowego (RMSE) jest bardziej czuły na wartości skrajne, ponadto
w tym przypadku nie następuje kompensacja odchyleń dodatnich i ujemnych, a więc wartość RMSE
będzie wyższa niż MBE. Dla całego ciągu rocznego wartość RMSE waha się w granicach 19 – 25
3
μg/m . Najwyższa wartość rozrzutu wystąpiła dla miesiąca marca, co ma związek ze wspomnianym
3
3
wcześniej okresem przeszacowania (28.5 μg/m ), zaś najmniejsza w listopadzie (średnio 14 μg/m ).
Wyższe wartości stężeń ozonu występują dla stacji Zielonka – Bory Tucholskie i Święty Krzyż.
Podobnie jak w przypadku MBE wartości odchyleń dla 8-godzinnej średniej kroczącej i dobowego
maksimum kształtują się bardzo podobnie.
Rysunek 3.8 przedstawia przebiegi czasowe dla dobowego maksimum dla 4 wybranych stacji
położonych w różnych regionach geograficznych kraju: Belsk (woj. mazowieckie), Krzyżówka
(woj. wielkopolskie), Złoty Potok (woj. śląskie), Borsukowizna (woj. podlaskie).
Belsk
57
Borsukowizna
Krzyżówka
58
Złoty Potok
Rysunek 3.8
Przebiegi czasowe maksymalnego stężenia ozonu w ciągu doby w roku 2006
Współczynnik korelacji jest miarą zgodności czasowej zmienności wartości modelowanych
i obserwacji. Niesie to informację m.in. o tym czy wzrosty i spadki stężeń ozonu wynikające
ze zmienności sytuacji meteorologicznej w dużej skali są przez model poprawnie odtwarzane.
Zarówno dla wartości 8-godzinnych średnich kroczących, jak też dla dobowego maksimum wartości
te są bardzo zbliżone (dla dobowego maksimum nieznacznie wyższe) i kształtują się na większości
stacji w zakresie 0.75 – 0.85. Świadczy to o poprawnym odwzorowaniu przez model zmienności
okresowej stężeń ozonu. Nieco słabsza korelacja (~0.65) wystąpiła na stacjach Zielonka-Bory
Tucholski, Szymbark i Święty Krzyż.
Zgodnie z Dyrektywą 2008/50/WE niepewność modelowania jest definiowana jako maksymalne
odchylenie między zmierzonym, a obliczonym poziomem stężenia dla 90% punktów pomiarowych w
danym okresie dla wartości dopuszczalnej lub docelowej. W odniesieniu do ozonu jako dopuszczalny
margines przyjęto odchylenie 50%. Należy podkreślić, że jest to warunek niewystarczający, gdyż nie
niesie informacji o zgodności charakteru zmienności wartości obserwowanych i modelowanych. Dla
uzyskania pełniejszego obrazu jakości wyników modelowania niezbędne jest podanie co najmniej
współczynnika korelacji.
Dla wyników modelowania scenariusza bazowego 2006, dla każdej stacji, obliczono ilość
punktów spełniających powyższy warunek w odniesieniu do najwyższej 8-godznnej średniej kroczącej
oraz do wartości maksimum dobowego. Dla dobowego maksimum wszystkie stacje spełniają
powyższy warunek. Liczba punktów dla których odchylenie wartości modelowanej od pomiaru jest
mniejsze niż 50% na ogół przekracza 95%. Dwie stacje wykazują słabszą zgodność – ok. 90% –
3
Zielonka-Bory Tucholskie i Mścigniew. Dla wartości docelowej 120 μg/m cztery stacje nie spełniają
warunku 90% zgodności: Zielonka – Bory Tucholskie, Płock, Święty Krzyż i Mścigniew, udział
wyników mieszczących się w założonym przedziale jest jednak nadal bardzo wysoki – powyżej 87%.
Dla stacji Zielonka-Bory Tucholskie i Święty Krzyż również pozostałe omówione miary błędów były
większe niż na pozostałych stacjach w Polsce, co wskazywać może, iż ze względu na uwarunkowania
59
lokalne stacje te nie są reprezentatywne do porównań w tej skali. Zgodność pomiarów i wartości
modelowanych dla najwyższej spośród 8-godzinnych średnich kroczących dla czterech wybranych
stacji przedstawiają wykresy rozproszenia (rysunek 3.9).
Rysunek 3.9
Belsk
Złoty Potok
Krzyżówka
Borsukowizna
Wykresy rozproszenia dla najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej stężeń ozonu w roku 2006
Statystyczne miary błędów uzyskane dla stacji EMEP położonych w Europie Zachodniej nie
odbiegają znacząco od wartości uzyskanych dla stacji Polskich. Nieznacznie wyższy błąd odchylenia
średniokwadratowego i nieco słabszą korelację (średnio ~0.65-0.7) można tłumaczyć faktem, iż nad
obszarem
Europy
Zachodniej
wykorzystano
emisje
EMEP
w
oryginalnej
rozdzielczości.
Wskazywałoby to na fakt, że dostosowanie rozkładu emisji do siatki 25 km*25 km przyczyniło się
60
do polepszenia wyników modelu nad obszarem Polski. Niezależnie od tego, wszystkie wybrane stacje
spełniają kryterium dopuszczalnej niepewności modelowania według Dyrektywy 2008/50/WE.
Widoczna dla niektórych stacji tendencja do niedoszacowania wartości maksymalnych dobowych
(zwłaszcza w okresie epizodów) świadczy o tym, że wielkość wpływu transportu transgranicznego
z kierunków zachodnich oceniona na podstawie symulacji może być zaniżona (rysunki 3.10, 3.11).
Zingst
Offagne
Rysunek 3.10
Przebiegi czasowe maksymalnego dobowego stężenia ozonu w roku 2006 na stacjach EMEP Zingst
(Niemcy) i Offagne (Belgia)
61
Rysunek 3.11
Zingst
Neuglobsow
Offagne
Harwell
Wykresy rozproszenia dla najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej stężeń ozonu w roku 2006, dla stacji
EMEP w Europie Zachodniej: Zingst, Neuglobsow (Niemcy), Offagne (Belgia), Harwell (UK)
Celem rozszerzenia analiz przeprowadzono dodatkowo ocenę sprawdzalności modelu
w odniesieniu do stężeń dwutlenku azotu, który jest jednym z głównych prekursorów ozonu. Spośród
reprezentatywnych stacji mierzących stężenia NO 2 na terenie Polski wybrano te dla których
przeprowadzono analizę dla stężeń ozonu. Miary błędów dla NO 2 zawiera tabela 3.4.
62
Tabela 3.4
Miary odchyleń modelowanych stężeń dwutlenku azotu od obserwacji, obliczone dla okresu całego roku
2006
Stacje
DsJelw
KpZielBor
LuSmobyt
LdGajew
LdParzni
MpSzymba
MzBelsk
MzGranica
MzPlock
PdBorsu
SkSwKrzyz
SlZlotyJan
WKP004
ZpGryfWid
MzLegion
MzTluszcz
PdBialyP
MBE
-5.35
-0.3
2.22
-1.7
2.21
4.06
2.95
6.82
3.96
2.26
-0.64
2.04
1.51
-0.51
2.07
-8.04
0.75
RMSE
Korelacja
9.77
6.29
7.68
7.34
8.76
9.43
11.23
11.27
9.02
5.71
10.52
9.74
8.68
7.73
8.81
11.05
9.72
0.55
0.75
0.72
0.8
0.7
0.8
0.5
0.77
0.89
0.31
0.4
0.71
0.7
0.64
0.53
0.82
0.63
Procent przypadków
spełniających kryterium
dokładności modelowania wg
Dyrektywy 2008/50/WE
50.42
69.25
62.33
60.93
73.68
80
67.4
66.85
80.79
47.54
52.94
72.4
64.79
53.28
75.97
50.96
61.81
Dla większości stacji uzyskano wysoki współczynnik korelacji ~0.7, co świadczy o prawidłowym
charakterze zmienności długo- i krótkookresowej dla modelowanych stężeń. Wykresy serii czasowych
dla stężeń średniodobowych NO2 (rysunek 3.12) potwierdzają że model stosunkowo dobrze odtworzył
roczną zmienność stężeń, jakkolwiek w przypadku większości stacji w miesiącach zimowych
występuje systematyczne przeszacowanie wartości stężeń, co odzwierciedlone jest również
w przeważnie dodatnich wartościach błędu odchylenia przeciętnego. Dla niektórych lokalizacji pojawia
się niedoszacowanie stężeń NO2 w miesiącach letnich.
Belsk
63
Złoty Potok
Rysunek 3.12
Przebiegi czasowe średniodobowego stężenia dwutlenku azotu w roku 2006
Tłumaczyć to może występujące w wynikach modelowania niedoszacowanie stężeń ozonu
w miesiącach zimowych i zaniżanie maksimum dobowego w miesiącach letnich. Powyższe
rozbieżności pomiędzy obserwowanymi i modelowanymi wartościami stężeń NO 2 świadczyć mogą
o tym, iż zastosowane profile czasowe miesięcznej zmienności emisji nie odzwierciedlają prawidłowo
charakteru zmienności emisji na terenie Polski. Podstawowym problemem jest też rozdzielczość
inwentaryzacji emisji EMEP, która pomimo dostosowania do rozdzielczości 25 km*25 km nie może
być reprezentatywna dla lokalnych warunków emisji, m.in. dla wpływu źródeł komunikacyjnych.
Podsumowanie:
Wyniki modelowania stężeń ozonu przyziemnego uzyskane w symulacji modelem GEM-AQ
spełniają wymogi Dyrektywy 2008/50/WE odnośnie dokładności. Ze wszystkich stacji uznanych
za reprezentatywne dla danej rozdzielczości siatki obliczeniowej tylko na 4 stacjach warunek ten nie
jest spełniony w odniesieniu do wartości docelowej. Wysoka wartość współczynnika korelacji
obliczonego dla wartości mierzonych i modelowanych wskazuje na bardzo dobrą zgodność
zmienności okresowej związanej przede wszystkim z procesami pogodowymi (zmienna kierunku
napływu mas powietrza, zmiana własności masy powietrza, przejście frontu atmosferycznego).
Wartość błędu odchylenia przeciętnego wskazuje na to, że model ma tendencje do zaniżania wartości
3
maksymalnej dobowej zwłaszcza w miesiącach letnich, kiedy niedoszacowanie to jest rzędu 15 μg/m .
W konsekwencji model nie wykazuje tylu przekroczeń wartości docelowej i progu informowania
społeczeństwa, jak wynikałoby z analizy pomiarów.
Niedoszacowanie wartości maksymalnych może mieć kilka przyczyn, których wpływ bez
dodatkowych symulacji jest trudny do oszacowania. Niewątpliwie w znacznym stopniu powstałe
niedokładności są związane z niedostateczną rozdzielczością emisji EMEP zinwentaryzowanych
w siatce o rozmiarach 50 km*50 km. Wprawdzie nad obszarem Polski zostały one dostosowane
64
do siatki 25 km, co poprawiło wyniki modelowania, jednak nad pozostałym obszarem Europy wartość
strumienia emisji pozostała niezmieniona. W konsekwencji powoduje to niedoszacowanie emisji
w pobliżu obszarów źródłowych i prawdopodobne przeszacowanie w rejonach położonych z dala
od przemysłu i dużych ośrodków miejskich. Analiza sprawdzalności modelu w odniesieniu
do dwutlenku azotu wskazuje również na prawdopodobne niedostosowanie profili zmienności rocznej
do warunków polskiej gospodarki.
Model daje wysokie niedoszacowanie stężeń ozonu dla epizodu o charakterze
adwekcyjnym, który wystąpił na początku maja 2006 przy napływie ze wschodu i północnego
wschodu. Wskazywałoby to na znaczące niedoszacowanie emisji w Europie Wschodniej.
W pozostałych przypadkach przeważał zachodni i południowo-zachodni kierunek napływu,
i epizody były odtwarzane poprawnie co do ewolucji czasowej. Systematyczne zaniżanie stężeń
na stacjach położonych w Europie Zachodniej wskazuje jednak na to, że wpływ transgraniczny
może być niedoszacowany. Podkreślić należy również problem z poprawnym oszacowaniem
emisji biogennych, których weryfikacja jest niezwykle trudna ze względu na brak odpowiednich
pomiarów.
Nie można wykluczyć także wpływu niedokładności prognozy temperatury w dolnej warstwie
modelu. Przy rozdzielczości siatki obliczeniowej 25 km własności podłoża, które w znaczącym stopniu
kształtują bilans radiacyjny i w konsekwencji temperaturę warstwy przyziemnej, są w modelu
reprezentowane w sposób bardzo przybliżony. Zróżnicowanie rzeczywistego pokrycia i użytkowania
powierzchni a także ukształtowania terenu, występujące w obrębie obszaru objętego oczkiem siatki
obliczeniowej 25 km*25 km, może wpływać nie tylko na wartość temperatury, ale również na rozkład
wiatru przy powierzchni ziemi. O ile w pobliżu stacji wystąpią tego typu efekty lokalne, przy zadanej
rozdzielczości niemożliwe jest prawidłowe ich odtworzenie.
3.1.2 Analiza wyników modelowania dla Polski
Przedstawione w poprzednim rozdziale wyniki ewaluacji potwierdzają, że model w
zadawalającym stopniu odtworzył przebieg zmienności stężeń ozonu nad obszarem Polski w roku
2006. Pozwala to potraktować wyniki modelu jako podstawę do analizy stanu zanieczyszczenia
ozonem, występowania przekroczeń i lokalizacji obszarów najbardziej narażonych.
Próg informowania społeczeństwa i próg alarmowy
W odniesieniu do progów informowania i progów alarmowych, określonych względem 1godzinnych wartości stężeń, symulacja wykazała, że tego typu przypadki występowały głównie
w rejonach silnie uprzemysłowionych oraz zurbanizowanych, w centralnej i południowej części kraju.
Najwięcej przekroczeń progu informowania (więcej niż 15 razy w ciągu roku) wystąpiło
w województwie śląskim, co związane jest ze strukturą i wielkością lokalnej emisji (rysunek 3.13).
Powyżej 5 przypadków przekroczeń wystąpiło na obszarze Aglomeracji Warszawskiej, w pozostałych
rejonach były to pojedyncze przypadki. Rejony wystąpienia wartości alarmowych przekraczających
3
poziom 240 μg/m pokrywały się z obszarami o najczęstszych przekroczeniach progu 180 μg/m
3
65
(rysunek 3.14) – w rejonie Śląska obliczenia wskazują na wystąpienie pojedynczych przypadków tak
wysokich stężeń.
Rysunek 3.13
Liczba godzin z przekroczeniem progu
informowania społeczeństwa 180 μg/m 3
Rysunek 3.14
Liczba godzin z przekroczeniem progu
alarmowego 240 μg/m3
3
Ochrona zdrowia: poziom docelowy 120 μg/m i SOMO35
Ze względu na ochronę zdrowia ludzi obliczono ilość dni, w których maksimum dobowe
3
ze stężeń 8-godzinnych średnich kroczących przewyższało wartość docelową 120 μg/m . Zgodnie
z Dyrektywą 2008/50/WE oraz z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 3 marca 2008 r.
w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu (Dz. U z 2008 r., Nr 47, poz. 281) wartość
2
ta nie powinna być przekraczana częściej niż 25 razy w ciągu roku kalendarzowego .
Pole przekroczeń uzyskane z symulacji GEM-AQ (rysunek 3.15) wskazuje na to, iż w centralnej
i południowo-zachodniej części Polski wartość ta przekraczała normowany poziom przez co najmniej
15 dni, zaś w województwie łódzkim więcej niż 25, a niekiedy więcej niż 30 dni. Rozkład przestrzenny
przekroczeń nie wykazuje bezpośredniej korelacji z rozkładem źródeł emisji i wydaje się być bardziej
związany z kierunkiem napływu mas powietrza.
Jakkolwiek indeks SOMO35 nie jest definiowany w przytoczonych powyżej dokumentach, jest
on istotnym wskaźnikiem narażenia zdrowia ludzkiego bazującym na maksymalnej dobowej 8godzinnej średniej kroczącej (United Nations Economic and Social Council, 2004). Indeks ten
3
obliczany jest jako zakumulowana wartość przekroczeń progu 35 ppb (ok. 70 μg/m ) w odniesieniu do
3
8-godzinnej średniej kroczącej stężeń ozonu . Ponieważ takie wartości stężeń mogą wystąpić w
różnych porach roku i mogą być związane nie tylko z lokalną produkcją, ale również z napływem
zanieczyszczonych mas powietrza lub niekiedy powstać w wyniku intruzji z dolnej stratosfery, również
w przypadku tego wskaźnika brak wyraźnego związku rozkładu przestrzennego z obszarami
źródłowymi emisji prekursorów. Porównując jednak rozkład częstości przekroczeń wartości docelowej
3
120 μg/m i SOMO35 można stwierdzić, że okresy epizodów wysokich stężeń mają znaczący wpływ
na wartość indeksu SOMO35 – w obszarach gdzie przekroczenia poziomu docelowego w odniesieniu
2
Uśredniona w okresie 3 lat
365
3
SOMO 35
8h
max O3 (i) 70 g / m 3 ,0.0 doba
i 1
66
3
do zdrowia ludzi wystąpiły częściej niż 15 razy, wartość SOMO35 przekracza 5000 μg/m ·doba, zaś w
3
strefach gdzie przekroczeń było najwięcej – nawet 6000 μg/m ·doba (rysunek 3.16).
Rysunek 3.15
Liczba dni z przekroczenia wartości
docelowej 120 μg/m3 w roku 2006 (GEMAQ)
Rysunek 3.16
Indeks SOMO35 obliczony dla roku 2006
(GEM-AQ)
AOT40
Ze względu na ochronę roślin, przytoczone wcześniej Rozporządzenie w ślad za Dyrektywą
3
4
definiuje wartość AOT40 której poziom docelowy ustalono na 18 000 μg/m h . Wskaźnik ten,
obliczany na podstawie stężeń 1-godzinnych, definiowany jest jako zakumulowana ekspozycja na
3
stężenia większe niż 40 ppb (ok. 80 μg/m ) w okresie od
5
1 maja do 31 lipca . Wyniki symulacji
wskazują, że wartość docelowa jest przekraczana na obszarze województwa łódzkiego, opolskiego i
śląskiego (rysunek 3.17). W szerokim pasie ciągnącym się z zachodu na wschód AOT40 utrzymuje
3
się w zakresie 10000 - 18000 μg/m h. Niższe wartości tego wskaźnika model wskazał dla obszarów
górskich oraz niewielkie strefy w rejonie Pojezierza Mazurskiego i Pomorskiego, położone z dala od
źródeł emisji antropogenicznych.
4
Uśrednione w ciągu 5 lat
23 godz / 31 lipca
5
AOT 40
1h
max O3 (t ) 80 g / m 3 ,0.0 godzina
t 0.0 godz / 1 maja
67
Rysunek 3.17
Indeks AOT40 obliczony dla roku 2006 (GEM-AQ)
Podsumowanie
Wyniki obliczeń modelem GEM-AQ dla roku 2006 wskazują, że w roku tym wystąpiło silne
zanieczyszczeniem ozonem przyziemnym:
Przekroczenia progu informowania społeczeństwa występowały głównie w rejonach silnie
uprzemysłowionych oraz zurbanizowanych w centralnej i południowej części kraju;
3
Liczba dni z przekroczeniami wartości docelowej 120 μg/m , dla najwyższej 8-godzinnej
średniej kroczącej w ciągu doby, była najwyższa w centralnej i południowo-zachodniej części
Polski;
3
Obliczona wartość SOMO35 przekracza 4000 μg/m ·doba na przeważającym obszarze
3
Polski, a w centrum i na południowym zachodzie kraju 5000 - 6000 μg/m ·doba. Jest to bardzo
wysoka wartość biorąc pod uwagę, iż wpływ wartości tego indeksu na przedwczesną
śmiertelność szacuje się na około 13 zgonów na milion mieszkańców przy wzroście
3
o 1200 μg/m ·doba (EEA, 2006);
3
AOT40 utrzymuje się w zakresie 10000 - 18000 μg/m ·h na przeważającym obszarze Polski.
Najwyższe wartości zostały obliczone w południowo-zachodniej i środkowej części Polski.
Ponieważ wyniki ewaluacji wskazywały na tendencję do niedoszacowania modelowanych stężeń
maksymalnych w okresach epizodów, należałoby założyć, że zarówno liczba dni z przekroczeniami
3
progu informowania społeczeństwa i wartości docelowej 120 μg/m , jak też modelowane wartości
indeksów SOMO35 i AOT40 są w stosunku do obliczonych na podstawie pomiarów zaniżone,
jednakże obszary wskazane przez model jako najbardziej narażone na występowanie przekroczeń
dobrze odzwierciedlają sytuację rzeczywistą.
Wysokie wartości stężeń ozonu przyziemnego oraz obliczonych na tej podstawie wskaźników
ekspozycji, występujące nad Morzem Bałtyckim, są spowodowane m.in. znikomą prędkością
depozycji ozonu nad powierzchnią wody, brakiem emisji NO x, powodującej titrację ozonu w godzinach
nocnych, oraz niższą niż nad lądem wysokością warstwy granicznej. Wszystkie modele fotochemiczne
wykazują taką prawidłowość.
Należy podkreślić, iż nie ma możliwości dokonania oceny sprawdzalności modelu dla wartości stężeń
obliczanych nad powierzchnią wody, ze względu na brak pomiarów miejscowych. We wcześniejszych
pracach (Kamiński i inni, 2008) model GEM-AQ został pod tym względem poddany walidacji z
zastosowaniem danych satelitarnych dla globalnego rozkładu ozonu i NO2 w okresie 2001-2005.
Analizy potwierdziły dobrą zdolność modelu do odtworzenia zarówno rozkładu przestrzennego jak też
zawartości modelowanych substancji w kolumnie atmosfery również nad oceanami i dużymi
zbiornikami wodnymi.
68
3.1.3 Udział napływów transgranicznych
Celem określenia udziału krajowej emisji w kształtowaniu się poziomów stężeń ozonu w Polsce
i jej wpływu na zanieczyszczenie fotochemiczne w krajach sąsiednich, a także celem oszacowania
wpływu transportu transgranicznego zanieczyszczeń na obserwowane przekroczenia wartości
normowanych, wykonano symulację numeryczną przy w całości wyłączonej emisji antropogenicznej
nad obszarem Polski. Wszystkie pozostałe elementy konfiguracji modelu i danych wejściowych
pozostały niezmienione.
W symulacji bazowej dla roku 2006 przypadki wystąpienia przekroczeń progu informowania
społeczeństwa
zostały
odtworzone
głównie
w
rejonach
uprzemysłowionych,
jakkolwiek
z przedstawionej w rozdziale 3.1.1 analizy sprawdzalności modelu wynika, że takich przypadków było
więcej, zwłaszcza w okresie epizodu w maju. Dla scenariusza zakładającego całkowity brak emisji nad
Polską obliczenia nie wykazały w ogóle wystąpienia przekroczeń progu informowania społeczeństwa
3
wynoszącego 180 μg/m (rysunek 3.18). Wpływ emisji zanieczyszczeń spoza Polski i rola transportu
transgranicznego wydają się mieć w tym przypadku marginalne znaczenie. Można uznać,
że za wystąpienie tego typu przekroczeń odpowiedzialne są przede wszystkim krajowe emisje, które
w szczególnie niekorzystnych warunkach meteorologicznych będą powodowały intensyfikację
produkcji chemicznej ozonu. Analizując obszar występowania przekroczeń można postulować,
iż pewną rolę w przypadku strategii redukcji emisji może odgrywać struktura emisji determinująca
reżim chemiczny.
Biorąc pod uwagę prawdopodobne niedoszacowanie emisji w Europie wschodniej i wynikający
z tego problem z odtworzeniem epizodów związanych z napływem z kierunku wschodniego, nie
można jednak wykluczyć, że w takiej sytuacji pomimo całkowitej redukcji nad Polską mogłyby
3
wystąpić przekroczenia wartości 180 μg/m .
2006
Rysunek 3.18
2006 bez emisji nad Polską
Liczba godzin, w których wystąpiło stężenie przekraczające próg informowania społeczeństwa 180 μg/m 3
3
Ochrona zdrowia: wartość docelowa 120 μg/m i SOMO35
69
Rysunek 3.19 przedstawia liczbę dni w których maksimum dobowe ze stężeń 8-godzinnych
3
średnich kroczących przewyższało wartość docelową 120 μg/m , dla scenariusza bazowego 2006
oraz zakładającego całkowitą redukcję emisji z obszaru Polski.
Wyniki symulacji bazowej wskazywały na to, iż w centralnej i południowo-zachodniej części
Polski wartość ta przekraczała normowany poziom przez co najmniej 15 dni na większości obszaru,
zaś na Górnym i Dolnym Śląsku przez więcej niż 25, a niekiedy więcej niż 30 dni. Redukcja emisji nad
3
Polską spowodowała zmniejszenie liczby dni z przekroczeniami progu 120 μg/m w odniesieniu do 8godzinnej średniej kroczącej, oraz wyraźne ograniczenie obszaru objętego przekroczeniami.
Oddziaływanie redukcji zaznacza się również na terenie północnych Niemiec (ok. 15% redukcji)
i na kierunku północno-wschodnim (Białoruś, Litwa, Łotwa, Estonia – ok. 30% redukcji). Wpływ emisji
spoza obszaru kraju jest jednak nadal odpowiedzialny za występowanie co najmniej 5 dni
z przekroczeniami na terenie prawie całego kraju, a na południowym zachodzie – powyżej 15 dni. Dla
innego roku, w przypadku wystąpienia większej liczby sytuacji sprzyjających tworzeniu epizodów,
niewykluczone mogłoby być przekroczenie dopuszczalnej liczby 25 dni.
2006
Rysunek 3.19
Liczba dni w których maksimum dobowe ze stężeń 8-godzinnych średnich kroczących przewyższało
wartość docelową 120 μg/m 3
W odniesieniu do indeksu SOMO35 (rysunek 3.20), dla wariantu obliczeniowego zakładającego
brak emisji nad Polską zauważyć można wyraźną redukcję wartości tego parametru, przede
3
wszystkim na obszarze Polski – o ponad 1000 μg/m ·doba, co stanowi 20-50% wartości obliczonej dla
roku 2006. Redukcja zaznacza się również w szerokim pasie ciągnącym się wzdłuż Europy Środkowej
– od północno zachodniej części Niemiec aż po środkową część Ukrainy. Na kierunku wschodnim
3
i północno wschodnim różnice poza obszarem Polski w strefie przygranicznej sięgają 600 μg/m ·doba
co stanowi do 20% redukcji, zaś w dalszych odległościach wahają się w granicach 200 – 400
3
μg/m ·doba. Świadczy to o wpływie emisji znad Polski 5-10% na kształtowanie się tego indeksu na
kierunku wschodnim. Wpływ Polski na kraje położone na południowy zachód jest praktycznie
nieznaczący i redukcja na tym obszarze wynosi poniżej 5%.
70
2006
Różnica (bez_Polski – 2006)
Różnica (bez_Polski – 2006)/2006
Rysunek 3.20
Indeks SOMO35 obliczony dla scenariusza bazowego 2006 i z wyłączoną emisją nad Polską; mapy w dolnym
panelu: różnica bezwzględna i procentowa pomiędzy wynikami symulacji dla obu scenariuszy
Ochrona roślin: AOT40
3
Ekspozycja na stężenia wyższe od 80 μg/m , zakumulowana w okresie od maja do lipca
(AOT40) dla wariantu obliczeniowego zakładającego brak emisji nad Polską uległa znaczącej redukcji
3
o ok. 8000 – 10000 μg/m ·h (rysunek 3.21). Założyć można iż napływające spoza Polski prekursory
3
nie spowodowałyby przekraczania wartości docelowej 18 000 μg/m ·h. Wpływ emisji spoza Polski
oszacować można na mniej niż 50%. Wpływ Polski na poziom AOT40 w Europie Środkowej jest
3
poniżej 2000 μg/m ·h, jedynie w strefie nadgranicznej przyjmuje wartości około 10% na zachodzie i
15-25% na wschodzie. Przeważający w okresie epizodów wysokich stężeń ozonu kierunek napływu z
południa i południowego zachodu, oraz występowanie cyrkulacji antycyklonalnej nad Polską (przepływ
powietrza w kierunku południowo-zachodnim i północno-wchodnim) determinują przeważający
południkowy kierunek wpływu polskich emisji (rzędu 20%). Na kierunku zachodnim oddziaływanie to
jest mniejsze 5-10%.
71
2006
Rysunek 3.21
Indeks AOT40 obliczony dla scenariusza bazowego 2006 i z wyłączoną emisją nad Polską; mapy w dolnym
panelu: różnica bezwzględna i procentowa pomiędzy wynikami symulacji dla obu scenariuszy
Stężenia średnioroczne ozonu przyziemnego
Jakkolwiek stężenie średnioroczne ozonu nie jest wartością normowaną, analiza tego
parametru, a także średnich sezonowych i średnich miesięcznych pozwala uzyskać istotną informację
o faktycznym udziale emisji polskich w kształtowaniu poziomu stężeń na obszarze kraju oraz
o wielkości wpływów transgranicznych.
Zarówno w przypadku symulacji bazowej jak też scenariusza zakładającego całkowity brak
emisji na terenie Polski wartości stężeń na terenie całego kraju wahają się w graniach 50 – 70 μg/m
3
3
(dla scenariusza bazowego w rejonie Śląska i Aglomeracji Warszawskiej nieco poniżej 50 μg/m ).
3
Całkowita redukcja emisji spowodowała nieznaczny wzrost stężeń – rzędu 2 – 5 μg/m , zaś
3
w rejonach uprzemysłowionych i zurbanizowanych 10 – 15 μg/m . Stanowi to ok. 5 – 10%
na większości obszaru Polski. Spadek stężeń średniorocznych ozonu poza granicami, wywołany
3
brakiem emisji znad Polski jest mało znaczący – średnio poniżej 2 μg/m w odniesieniu do średniej
rocznej (rysunek 3.22). Ponieważ analizowane wcześniej wskaźniki ekspozycji na wysokie stężenia
zmalały, wnioskować można że wzrost dotyczy stężenia tła ozonu poza okresem letnim, co zostało
przedstawione w kolejnym podrozdziale.
72
Różnica bezwzględna i procentowa stężenia średniorocznego ozonu, pomiędzy wynikami symulacji dla obu
scenariuszy
Rysunek 3.22
Stężenia sezonowe ozonu przyziemnego
W miesiącach zimowych (grudzień – styczeń - luty) różnica pomiędzy wariantem bazowym
i scenariuszem bez polskich emisji wskazuje na to, iż przy wyłączonych emisjach nad obszarem
3
Polski wystąpił wzrost stężenia ozonu o średnio 5 - 10 μg/m na większości obszaru kraju, co stanowi
średnio 10 - 15%. W okresie zimy wzrost stężeń na terenie Polski spowodowany został brakiem
procesów titracji, wynikającym ze znacznie niższych stężeń NO x, przy braku lokalnych emisji
kształtowanych wyłącznie wskutek transportu transgranicznego. Nieznaczny spadek stężeń ozonu –
3
ok. 2 μg/m wystąpił na obszarze Europy Środkowej. Zasięg oddziaływania redukcji emisji jest
ograniczony przede wszystkim do obszaru Polski.
W okresie wiosennym (marzec – kwiecień – maj) efektem całkowitej redukcji emisji nad
obszarem Polski jest wzrost wartości stężeń na terenie kraju, mniejszy jednak niż w miesiącach
3
zimowych – średnio ok. 5%. Największe różnice (powyżej 10 μg/m ) widoczne są dla obszarów
uprzemysłowionych w rejonie Śląska oraz w centrum kraju. Wpływ na poziom stężeń w Europie jest
znikomy ~1%.
Rozkład przestrzenny różnic stężeń ozonu dla obu omawianych wariantów obliczeniowych dla
miesięcy letnich (czerwiec – lipiec – sierpień) znacząco odbiega od pozostałej części roku. Redukcja
emisji spowodowała znaczące zmniejszenie wartości stężeń w porównaniu do wariantu bazowego –
3
3
w Polsce 10-20% (ok. 5 – 10 μg/m ), w Europie środkowowschodniej 5 – 10% (ok. 2 – 5 μg/m ). Jest
to jednocześnie wskazówką, iż nadpływające nad Polskę zanieczyszczone masy powietrza
odpowiadają w ponad 80% za kształtowanie tła ozonu w miesiącach letnich. W tym okresie wysokie
temperatury i nasłonecznienie sprzyjają procesom fotochemicznym, a więc zmniejszenie liczby
prekursorów będzie się przekładać na obniżenie stężeń tła.
W okresie jesiennym (wrzesień – październik – listopad), ze względu na niższe temperatury
i strumień promieniowania – reakcje ozonu z tlenkami azotu zachodzą głównie w kierunku rozpadu.
Obliczenia wskazują, że podobnie jak w okresie wiosennym, efektem redukcji emisji nad Polską
73
3
byłoby nieznaczne zwiększenie się poziomu stężeń tła ozonu nad obszarem Polski – 2 – 5 μg/m ,
co stanowi około 5 - 10% wzrostu w stosunku do scenariusza bazowego. Wpływ na stężenia nad
Europą Środkową jest marginalny – rzędu +/- 1%. Przeważający kierunek oddziaływania jest na
północ i północny-wschód.
grudzień - styczeń – luty
marzec – kwiecień – maj
74
czerwiec – lipiec – sierpień
wrzesień – październik - listopad
Rysunek 3.23
Różnica bezwzględna i procentowa stężenia ozonu w poszczególnych sezonach, obliczona pomiędzy
wynikami symulacji dla obu scenariuszy
Średnie miesięczne
Obraz średnich miesięcznych nie odbiega znacząco od omówionych powyżej rozkładów dla
odpowiednich sezonów. Dla uzyskania bardziej kompletnego obrazu zmienności przestrzennoczasowej przedstawione zostaną miesiące, w których zaobserwowano silne epizody – maj, czerwiec
i lipiec (rysunek 3.24).
Pomimo, iż średnia dla miesięcy wiosennych (marzec-kwiecień-maj) wskazywała na przewagę
procesów destrukcji ozonu, a tym samym nieznaczny wzrost średniej sezonowej, w miesiącu maju
tendencja ta jest odwrotna. Należy pamiętać, że na początku miesiąca wystąpiły relatywnie wysokie
temperatury i silny epizod wysokich stężeń ozonu, skorelowany z napływem z kierunku wschodniego.
75
maj
czerwiec
lipiec
Rysunek 3.24
Różnica bezwzględna i procentowa stężenia ozonu w miesiącach maju, czerwcu i lipcu, obliczona pomiędzy
wynikami symulacji dla obu scenariuszy
76
Podsumowanie
Procesy chemiczne prowadzące do powstawania i destrukcji ozonu w dolnej troposferze
są nieliniowe, nie można więc oczekiwać, że redukcja emisji prekursorów będzie się w proporcjonalny
sposób przekładać na obniżenie poziomów stężeń ozonu. Dodatkowo charakter i ewolucja epizodów
ozonowych jest silnie uwarunkowana sytuacją meteorologiczną, przy zachowaniu zatem tego samego
poziomu emisji obserwowane wartości stężeń mogą się znacząco różnić w kolejnych latach. Co
więcej, łączny skutek działania kilku przyczyn nie jest prostym złożeniem skutków tych przyczyn
rozpatrywanych oddzielnie. Wyniki powyższego studium modelowego nie mogą dać zatem prostej
ilościowej informacji odnośnie udziału emisji spoza obszaru Polski na powstawanie przekroczeń
stężeń dopuszczalnych w okresach epizodów. Procentowy udział wpływu transportu transgranicznego
i emisji krajowych na poziom stężeń nad Polską należy traktować orientacyjnie.
Efekt redukcji emisji nad Polską na zmianę parametrów opisujących zanieczyszczenie ozonem
przedstawia poniższa tabela.
Tabela 3.5
Oszacowanie udziału wpływu transgranicznego transportu zanieczyszczeń na poziomy stężeń ozonu
przyziemnego na podstawie wyników modelowania dla roku 2006
Indeks
Próg informowania
3
społeczeństwa 180 μg/m
stężenie 1-godiznne
3
Próg alarmowy 240 μg/m
stężenie 1 godzinne
Liczba dni z przekroczeniem
3
wartości docelowej 120 μg/m
dla najwyższej z 8-godz.
średnich kroczących
SOMO35
AOT40
Średnia miesięcy letnich
(czerwiec-lipiec-sierpień)
Wpływ emisji zanieczyszczeń
poza obszarem Polski na
poziom stężeń nad Polską
do 5%
Wpływ emisji z Polski na
poziom stężeń w Europie
Środkowej
5 - 10 %
0%
do 5 %
40 – 60%
30% Europa Wschodnia
20% Europa Zachodnia
70 – 75 % centrum i południe
Polski
75 – 85 % pozostały obszar
40 – 50% na większości
obszaru kraju
20 – 30% na południu Polski
10 % województwo śląskie i
małopolskie
15% Europa Wschodnia
10% Europa Zachodnia
85 – 90%
do 5%
25 – 30% Europa Wschodnia
10 – 15% Europa Zachodnia
Obliczenia modelowe wskazują na to, iż za stężenia maksymalne jednogodzinne
odpowiedzialne są w głównej mierze emisje krajowe oraz sytuacja meteorologiczna. Całkowita
redukcja emisji nad obszarem Polski spowodowała spadek ekspozycji na wysokie stężenia oraz
zmniejszenie się stężeń tła w miesiącach letnich, co skutkuje również pewną redukcją liczby dni
3
z przekroczeniami wartości docelowej 120 μg/m w odniesieniu do najwyższej dobowej 8h średniej
kroczącej oraz wartości AOT40. Obszar objęty oddziaływaniem wysokich stężeń został znacząco
zmniejszony. W przypadku wskaźników charakteryzujących epizody wysokich stężeń ozonu
77
emisje lokalne odgrywają znaczącą rolę, a ich całkowita redukcja powoduje całkowite lub
znaczące ograniczenie występowania przekroczeń.
Transport transgraniczny zanieczyszczeń emitowanych poza obszarem Polski ma jednak
również znaczący udział w kształtowaniu poziomów stężeń ozonu przyziemnego. W odniesieniu
do liczby dni z przekroczeniami wartości docelowej 120 μg/m
3
dla najwyższej z 8-godz.
średnich kroczących wpływ emisji spoza Polski można ocenić na ok. 50%. Dla indeksu
SOMO35 obliczenia modelowe wskazują na bardzo wysoki wpływ transportu transgranicznego
rzędu 80%. Podobny udział ~85% został oszacowany dla stężenia średniego w miesiącach
letnich (czerwiec-lipiec-sierpień). Nieco mniejszy, ale również znaczący jest wpływ emisji spoza
Polski na wartość AOT40 – ok. 40% na przeważającym obszarze kraju. W obszarach
charakteryzujących się wysoką emisją lokalną wpływ transportu transgranicznego okazuje się mniej
znaczący (10 – 25 %)
Jednocześnie wpływ emisji zanieczyszczeń na obszarze Polski na kształtowanie się stężeń
w Europie Środkowej ocenić można na ok. 5 - 15% na kierunku zachodnim i 20 - 30% na kierunkach
wschodnim i północno-wschodnim. Znaczenie tego oddziaływania będzie silnie zależne od kierunku
napływu oraz przekroczeń wartości chwilowych.
Podkreślić trzeba jednocześnie, iż równolegle z redukcją ekspozycji na najwyższe stężenia
w okresie letnim występuje efekt podwyższenia się poziomu tła ozonu, zwłaszcza w miesiącach
zimowych o około 10%.
3.2. Analiza wyników modelowania dla prognoz na lata 2010 i
2020 – prognoza podstawowa i rozszerzona
3.2.1 Prognoza stężeń ozonu w 2010 roku – podstawowa i rozszerzona
Założenia odnośnie redukcji emisji przyjętych dla roku 2010 dla prognozy podstawowej (dalej
w tekście 2010a) i rozszerzonej (2010b) zostały opisane w rozdziale 2. Celem określania wpływu
planowanej redukcji emisji zanieczyszczeń na poziomy stężeń ozonu porównano wartości uzyskane
6
dla obu scenariuszy z wariantem bazowym dla roku 2006. Obliczono różnice bezwzględne pomiędzy
7
odpowiednimi polami oraz procentowe . Porównano także oba scenariusze, celem wskazania
obszarów, w których model wskazał największe różnice.
W
odniesieniu
do
przekroczeń
progu
informowania
społeczeństwa,
liczba
godzin
3
z przekroczeniami poziomu 180 μg/m w odniesieniu do wartości 1-godzinnej została zredukowana
w centrum kraju i na południowym zachodzie (województwo dolnośląskie i wielkopolskie). Największą
liczbę przekroczeń model wskazał w rejonie Śląska, pomimo że nad tym obszarem liczba godzin
z przekroczeniami została zredukowana o 7. Przekroczenia występują także w sąsiedztwie obszarów
zurbanizowanych. Redukcja w tych rejonach w stosunku do wariantu bazowego wyniosła 1 godzinę
6
7
różnica bezwzględna = Wskaźnikscenariusz – Wskaźnikwariant-bazowy
różnica procentowa = (Wskaźnikscenariusz – Wskaźnikwariant-bazowy)/Wskaźnikwariant-bazowy 100%
78
(rysunek 3.25). Różnice pomiędzy scenariuszami są nieznaczne – w przypadku prognozy
rozszerzonej (2010b) występuje o 1 godzinę mniej przekroczeń niż dla prognozy podstawowej.
Redukcja emisji wpłynęła na nieznaczne zmniejszenie liczby godzin z przekroczeniami progu
alarmowego. Przekroczenia takie wystąpiły w symulacji bazowej w rejonie Śląska (średnio ok. 5
godzin). Dla obydwu scenariuszy wynik obliczeń był jednakowy – liczba godzin w których wystąpiły
stężenia przekraczające poziom alarmowy została zmniejszona o 2 godz. dla dwóch kwadratów siatki.
2006
Rysunek 3.25
2010a
Liczba godzin z przekroczeniami progu informowania społeczeństwa 180 μg/m 3 dla dwóch scenariuszy
redukcji emisji dla roku 2010a oraz dla symulacji bazowej 2006
3
Przy założonej dla wariantu 2010a redukcji emisji, obliczona liczba przekroczeń wartości
3
docelowej 120 μg/m w odniesieniu do najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej w ciągu doby
została zredukowana w porównaniu do wariantu bazowego 2006 średnio o 7 dni i waha się
w granicach 20 – 27 dni w centrum kraju (rysunek 3.26). Stanowi to redukcję o ok. 15 – 25 %.
Obliczenia dla wariantu 2010b pokazują dalszą niewielką redukcję liczby przekroczeń w stosunku do
scenariusza 2010a o 1 – 2 dni w centrum kraju. W przypadku obu scenariuszy przekroczenia wartości
docelowej pojawiają się częściej niż 25 dni w ciągu roku.
79
W odniesieniu do wskaźnika SOMO35, obliczonego dla scenariusza 2010a, redukcja
modelowanej wartości tego indeksu w porównaniu do symulacji bazowej wynosi ok. 300 – 400
3
3
μg/m doba i przyjmuje wartość ok. 5000 μg/m doba na przeważającym obszarze kraju (rysunek
3.26). Stanowi to redukcję o ok. 7 – 10%. Wartość SOMO35 obliczona dla scenariusza 2010b różni
3
się punktowo od 2010a o ok. 15 – 20 μg/m doba, zaś dla kwadratu siatki z przeważającym wpływem
emisji z Elektrowni Bełchatów S.A. dalsza redukcja emisji dla wariantu 2010b spowodowała wzrost
wartości SOMO35. W porównaniu do zakresu wartości indeksu SOMO35 różnice te stanowią poniżej
1 %.
2006
2010a
3
Różnica (2010a – 2006) [μg/m ]
Rysunek 3.26
Różnica (2010b – 2010a)/2010a [%]
Indeks SOMO35 obliczony dla scenariusza redukcji emisji 2010a i symulacji bazowej 2006; zmiana indeksu
w stosunku do symulacji bazowej oraz różnica procentowa pomiędzy dwoma wariantami
Ochrona roślin - AOT40
Wartość modelowanego indeksu AOT40 opisującego stopień narażenie na szkodliwe działanie
ozonu przyziemnego ze względu na ochronę roślin wynosi dla scenariusza 2010a w środkowej
3.
i zachodniej części kraju średnio 15000 μg/m godzina, a więc poniżej normowanego poziomu 18000
3.
μg/m godzina (rysunek 3.27). W stosunku do wariantu bazowego redukcja wyniosła od 3000 – 4000
80
3.
3.
μg/m h na południowym zachodzie kraju (25 – 30%) do ok. 1000 μg/m h w części wschodniej (10 –
3.
15%). Różnice pomiędzy dwoma scenariuszami 2010a i 2010b są nieznaczne: 100 – 250 μg/m h.
2006
2010a
3
2010a – 2006 [μg/m ·h]
Rysunek 3.27
3
Różnica (2010b – 2010a) [μg/m ·h]
Indeks AOT40 obliczony dla scenariusza redukcji emisji 2010a i symulacji bazowej 2006; zmiana indeksu
w stosunku do symulacji bazowej oraz różnica procentowa pomiędzy dwoma wariantami
Stężenie średnioroczne ozonu
W przypadku stężenia średniorocznego ozonu nieznaczny spadek w cieplej porze roku,
związany z redukcją emisji, został zrekompensowany przez nieznaczny wzrost w pozostałych
miesiącach. Zmiana pomiędzy wariantem bazowym i obydwoma scenariuszami jest nieznaczna.
Średnie stężenia ozonu w miesiącach czerwiec-lipiec-sierpień
W miesiącach letnich (czerwiec – lipiec – sierpień) skutkiem redukcji emisji założonej dla
3
scenariusza 2010a wystąpił spadek średniego stężenia ozonu o ok. 3 μg/m , co stanowi 3 – 5%
redukcji. Różnice pomiędzy scenariuszami 2010a i 20101b są nieznaczące.
81
Podsumowanie
Analiza wyników symulacji zanieczyszczenia ozonem przyziemnym przy założeniu redukcji
emisji do roku 2010 według prognozy podstawowej i rozszerzonej sugeruje, że:

Różnice w stężeniu ozonu pomiędzy scenariuszami 2010a i 2010b są nieznaczące i dla
wartości średniorocznych oraz indeksów zintegrowanych (SOMO35 i AOT40) stanowią
poniżej 1%;

Zastosowana redukcja emisji spowodowała zmniejszenie liczby godzin z przekroczeniami
progu informowania społeczeństwa w stosunku do scenariusza bazowego i ograniczenie
obszaru, na którym występują tak wysokie stężenia do dużych aglomeracji i ośrodków
przemysłowych;

Pomimo redukcji emisji w przypadku obu scenariuszy dla roku 2010, liczba dni
z przekroczeniami wartości docelowej 120 μg/m
3
jest w centrum kraju większa niż
dopuszczalne 25 przypadków;

W miesiącach letnich nastąpiło niewielkie zmniejszenie się poziomu tła (3 – 5 %);

Dzięki obniżeniu się wartości tła w miesiącach letnich oraz ograniczenia rozwoju epizodów
3.
indeks AOT40 został obniżony średnio o 20-25 % i nie przekracza 18000 μg/m h;

Wskaźnik SOMO35 został obniżony o 7 – 10% na przeważającym obszarze kraju;

Redukcja emisji spowodowała lokalnie wzrost stężeń ozonu m.in. w miesiącach letnich nad
obszarem Śląska oraz wzrost indeksu SOMO35 w rejonie Bełchatowa;

Podjęcie ilościowej oceny oddziaływania transgranicznego dla warunków emisji w roku 2010
wymagałoby wykonania dodatkowych obliczeń.
82
3.2.2 Prognoza stężeń ozonu w 2020 roku – podstawowa i rozszerzona
Celem określania wpływu planowanej redukcji emisji do roku 2020 na poziomy stężeń ozonu
wykonano dwie symulacje numeryczne – dla prognozy podstawowej (dalej w tekście: 2020a) oraz
prognozy rozszerzonej (2020b). Szczegółowy opis założonych scenariuszy redukcji emisji został
zamieszczony w rozdziale 2.
Zakres analiz obejmował zestawienie rozkładów poszczególnych parametrów opisujących
stopień zanieczyszczenia ozonem przyziemnym dla przyjętych scenariuszy z symulacją bazową dla
roku 2006. Obliczono też różnice (w odniesieniu do wartości bezwzględnych i zmiany procentowej)
pomiędzy dwoma wariantowymi scenariuszami redukcji emisji.
W porównaniu do symulacji bazowej dla roku 2006 oba scenariusze redukcji emisji wskazują na
zmniejszenie się liczby przekroczeń i znaczące ograniczenie obszaru narażonego zwłaszcza
w centralnej części kraju. Pomimo redukcji emisji w przypadku scenariusza 2020a przekroczenia
progu informowania społeczeństwa nadal występują w obszarach uprzemysłowionych i w rejonach
dużych aglomeracji. W zależności od wielkości emisji liczba godzin w których modelowane stężenie
3
przekroczyło wartość 180 μg/m waha się od kilku do kilkunastu (województwo śląskie). W porównaniu
do scenariusza bazowego liczba przekroczeń została zredukowana o średnio 5 – 10 godzin. Dla
3
wariantu 2020b stężenia 1-godzinne wyższe niż 180 μg/m występują wyłącznie na obszarze Śląska i
ich liczba nie przekracza 5 godzin w ciągu całego roku (rysunek 3.28).
3
W odniesieniu do progu alarmowego 240 μg/m , przekroczenia tego poziomu zostały przez
model wskazane w rejonie Aglomeracji Śląskiej dla wariantu bazowego i scenariusza 2020a.
Redukcja emisji przyjęta dla wariantu 2020a spowodowała nieznaczne zmniejszenie obszaru
narażonego na tak wysokie stężenia oraz ograniczenie liczby przekroczeń o 2 – 3 godzin w skali roku.
Dla wariantu 2020b redukcja emisji była wystarczająca do uniknięcia przekroczeń progu alarmowego
na obszarze Polski.
83
2020a
2020b
2006
Rysunek 3.28
Liczba godzin z przekroczeniami progu
informowania społeczeństwa 180 μg/m 3
dla dwóch scenariuszy redukcji emisji
dla roku 2020 oraz dla symulacji
bazowej 2006
3
W przypadku liczby dni, w których najwyższa spośród 8-godzinnych średnich kroczących
3
stężeń ozonu przekraczała wartość 120 μg/m , dla scenariusza 2020b liczba takich przypadków nie
przekracza 25 (rysunek 3.29). Na przeważającym obszarze Polski wskaźnik ten waha się w graniach
5 – 10 dni w roku. Najwięcej przekroczeń (od 15 do 25 dni) występuje w środkowej i zachodniej części
3
kraju. Dla scenariusza 2020a liczba dni z przekroczeniami wartości docelowej 120 μg/m wyższa niż
25 występuje na terenie województwa łódzkiego. W obu scenariuszach liczba przekroczeń jest
najwyższa na terenie województwa śląskiego, dolnośląskiego, opolskiego i łódzkiego. Redukcja emisji
spowodowała również znaczące zmniejszenie liczby przekroczeń na zachód (o ok. 10 dni) oraz
na północny wschód (ok. 5 dni) od Polski. Porównując oba scenariusze z wariantem bazowym można
zauważyć, że o ile obszary dotknięte największą liczba przekroczeń znacząco się zmniejszyły,
to pomimo zastosowanej redukcji obszary z liczbą przekroczeń ok. 10 dni nie uległy znaczącej
zmianie (rysunek 3.29). Określenie, czy główną rolę odgrywa tu napływ, warunki meteorologiczne, czy
też lokalna struktura emisji wymagałoby dodatkowych obliczeń.
84
2020a
2020b
2006
Rysunek 3.29
Liczba dni z przekroczenia wartości
docelowej 120 μg/m3 dla dwóch scenariuszy
redukcji emisji dla roku 2020 oraz dla
symulacji bazowej 2006
Dla wariantu 2020a indeks SOMO35 został zredukowany w stosunku do symulacji bazowej
3
o średnio 500 μg/m doba we wschodniej i północnej części kraju. W części zachodniej redukcja
3
wyniosła średnio ok. 800 μg/m doba, najwięcej w województwie dolnośląskim wzdłuż doliny Odry.
Stanowi to średnio ok. 10 % redukcji, nieco słabsza redukcja wystąpiła na południowym zachodzie.
Nieznaczna zmiana (poniżej 5%) wystąpiła na obszarze Aglomeracji Śląskiej. Wariant redukcji emisji
3
2020b wywołał większą redukcję wskaźnika ekspozycji SOMO35, średnio 200 – 400 μg/m doba
więcej niż dla wariantu 2020a, w przeważającej części kraju. Niewielka różnica pomiędzy wariantami
3
(poniżej 100 μg/m doba) wystąpiła w północno-zachodniej części kraju (rysunek 3.30).
85
2020a
2020b
3
Różnica (2020a – 2006) [μg/m ]
3
Różnica (2020b – 2020a) [μg/m ]
Rysunek 3.30
3
Różnica (2020b – 2006) [μg/m ]
Różnica (2020b – 2020a)/2020a [%]
Indeks SOMO35 obliczony dla dwóch scenariuszy redukcji emisji dla roku 2020; zmiana indeksu w
stosunku do symulacji bazowej oraz różnica (bezwzględna i procentowa) pomiędzy dwoma wariantami
86
AOT40
O ile w roku 2006 na przeważającym obszarze Polski wartości AOT40 przekraczały 10000
3
μg/m h, dla obu wariantów obliczeniowych uwzględniających redukcję emisji ekspozycja na stężenia
3
1-godzinne wyższe niż 80 μg/m w miesiącach od maja do lipca została znacząco ograniczona.
3
Obszar na którym wartości AOT40 są wyższe niż 10000 μg/m h uległ znacznemu ograniczeniu,
3
zmniejszyły się również wartości maksymalne (w obu przypadkach wartość 18 000 μg/m h nie jest
3
przekraczana). Wynika to z redukcji wskaźnika AOT40 o średnio 5000 μg/m h w zachodniej części
3
kraju oraz 2000 – 4000 μg/m h w północnej, wschodniej i południowo-wschodniej części kraju. Dla
3
wariantu 2020b wystąpiła jeszcze bardziej znacząca redukcja – powyżej 4000 μg/m h na większym
3
obszarze kraju i ponad 8000 μg/m h w centrum kraju. Porównanie obu wariantów wskazuje, że
3
różnice pomiędzy wariantami osiągają 3000 – 4000 μg/m h, a wartości są niższe dla wariantu 2020b
(rysunek 3.31).
2020a
2020b
3
2020a – 2006 [μg/m ·h]
3
2020b – 2006 [μg/m ·h]
87
3
Różnica (2020b – 2020a) [μg/m ·h]
Rysunek 3.31
Różnica (2020b – 2020a)/2020a [%]
Indeks AOT40 obliczony dla dwóch scenariuszy redukcji emisji dla roku 2020; zmiana indeksu w stosunku
do symulacji bazowej oraz różnica (bezwzględna i procentowa) pomiędzy dwoma wariantami
Stężenie średnioroczne ozonu
W odniesieniu do średniej rocznej dla wariantu podstawowego redukcja emisji – 2020a –
3
spowodowała wzrost stężeń o 2 μg/m w stosunku do wariantu bazowego 2006 na obszarze całego
kraju oprócz północnego-wschodu (województwa warmińsko-mazurskie i podlaskie), gdzie nastąpił
nieznaczny spadek wartości stężeń średniorocznych (~2%). Największe wzrosty stężeń (powyżej
10%) model wskazał w południowej i środkowej części Polski. Dla scenariusza 2020b wzrost stężeń
3
średniorocznych ozonu występuje na obszarze całej Polski – średnio o 2 μg/m , w części centralnej
3
3
do 5 μg/m , a na obszarze województwa śląskiego do 10 μg/m . Różnica pomiędzy rozkładem stężeń
średniorocznych dla obu scenariuszy wynosi średnio 2 – 5%, w dzielnicach północnych 1 – 2%, a na
południu Polski 5 – 10%.
Średnie stężenia ozonu w miesiącach czerwiec-lipiec-sierpień
W miesiącach czerwcu i lipcu roku 2006 wystąpiła większość epizodów wysokich stężeń ozonu
(wyłączając okres 5-8 maja). Średnie stężenie obliczone dla miesięcy letnich dla scenariusza 2020a w
3
3
stosunku do wariantu bazowego wykazuje redukcję o 5 – 10 μg/m w zachodniej i 2-5 μg/m we
wschodniej części kraju. Stanowi to około 5 – 10% na przeważającym obszarze Polski. Wariant 2020b
3
wskazuje na redukcję poziomu stężeń o 5 – 10 μg/m , co stanowi 10-20%, z wyjątkiem północnozachodniej i wschodniej części kraju, gdzie redukcja wynosi 5-10%. W przypadku obu scenariuszy
założona redukcja nieznacznie tylko wpłynęła na wartości stężeń w rejonie województwa śląskiego
(poniżej 2% różnicy w stosunku do scenariusza bazowego). Różnice pomiędzy obydwoma
3
scenariuszami w skali całego kraju wynoszą od 2 do 5 μg/m (rysunek 3.32).
88
Różnica 2020a – 2006
Różnica 2020b – 2006
Różnica (2020a – 2006)/2006
Różnica (2020b – 2006)/2006
Rysunek 3.32
Zmiana stężenia ozonu przyziemnego w miesiącach letnich (czerwiec-lipeic-sierpień) dla dwóch scenariuszy
redukcji emisji dla roku 2020 w stosunku do symulacji bazowej
Stężenia średnie miesięczne - lipiec
Dla scenariusza 2020a średniomiesięczne stężenia ozonu zostało zmniejszone w stosunku
3
3
do scenariusza bazowego o 5 – 10 μg/m w zachodniej części Polski i 2 – 5 μg/m w dzielnicach
3
wschodnich. W przypadku wariantu 2020b redukcja 5 – 10 μg/m objęła większość obszaru kraju.
Jedynie na południowym wschodzie i na obszarze województwa śląskiego efekt ten był nieco
3
mniejszy, a redukcja wyniosła 2 – 5 μg/m (rysunek 3.33).
89
Różnica 2020a – 2006
Różnica 2020b – 2006
Różnica (2020a – 2006)/2006
Różnica (2020b – 2006)/2006
Rysunek 3.33
Zmiana stężenia średniomiesięcznego ozonu przyziemnego w lipcu dla dwóch scenariuszy redukcji emisji dla
roku 2020 w stosunku do symulacji bazowej
Podsumowanie
W przypadku wszystkich wskaźników opisujących zanieczyszczenie powietrza ozonem różnice
pomiędzy scenariuszem bazowym a alternatywnymi projekcjami na rok 2020 są zdecydowanie
bardziej znaczące niż różnice pomiędzy rozważanymi scenariuszami.
Redukcja emisji przyjęta dla wariantu 2020 a i b gwarantuje poprawę jakości powietrza
w odniesieniu do ozonu przyziemnego:
3
Liczba godzin z przekroczeniami progu informowania społeczeństwa 180 ug/m oraz obszar
narażony na tak wysokie stężenia zostały znacząco zredukowane; dla wariantu 2020b poziom
3
alarmowy 240 μg/m nie jest przekraczany na obszarze Polski. Występowanie wysokich
stężeń 1-godzinnych jest związane z poziomem lokalnej emisji i dotyka duże aglomeracje
miejskie i obszary uprzemysłowione. Najbardziej narażona jest Aglomeracja Śląska;
W przypadku liczby dni z przekroczeniami wartości docelowej 120 μg/m
3
w odniesieniu
do najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej stężeń ozonu można stwierdzić, że o ile obszary
dotknięte największą liczba przekroczeń znacząco się zmniejszyły, to pomimo zastosowanej
90
redukcji obszary z liczbą przekroczeń ok. 10 dni nie uległy znaczącej zmianie. Zakres obliczeń
nie pozwala na wskazanie przyczyny tych przekroczeń;
Indeks SOMO35 został znacząco zredukowany m.in. w południowo-zachodniej i środkowej
części kraju. Nieznaczna zmiana wystąpiła na obszarze Aglomeracji Śląskiej. Niewielka
różnica pomiędzy wariantami wystąpiła w północno-zachodniej części kraju;
3
W odniesieniu do wskaźnika AOT40 w przypadku obu scenariuszy wartość 18 000 μg/m h
nie jest przekraczana na obszarze Polski. Obszar narażony na wartość AOT40
3
przewyższającą 10000 μg/ m h uległ znacznemu ograniczeniu;
Stężenia średnie w miesiącach letnich (w odniesieniu do średniej sezonowej czerwiec-lipiecsierpień i średniej miesięcznej dla lipca) zostało zredukowane o ok.
3
5-10 μg/m , przede
wszystkim w zachodniej części kraju (w przypadku wariantu 2020b obszar objęty redukcją
rozciągał się na obszar całego kraju);
Pomimo zastosowanej redukcji jakość powietrza w rejonie województwa śląskiego nie uległa
znaczącej poprawie;
Podjęcie ilościowej oceny oddziaływania transgranicznego dla warunków emisji w roku 2010
wymagałoby wykonania dodatkowych obliczeń.
91
4. Określenie wpływu krajowych źródeł emisji prekursorów
ozonu na stężenie ozonu troposferycznego w Polsce
4.1. Identyfikacja krajowych źródeł emisji mających istotne
znaczenie dla emisji prekursorów ozonu
Ze względu na nieliniowość procesu tworzenia się i transportu ozonu w troposferze analiza
wpływu krajowych źródeł emisji na stężenia ozonu powinna być wykonana raczej metodą obliczania
względnych zmian wywołanych przez stopniowe redukcje emisji z badanych źródeł, aniżeli
na podstawie zupełnego „wycinania” emisji z badanych źródeł. Oszacowanie wpływu krajowych źródeł
oparto na analizie wyników modelowania i rozkładów emisji dla poszczególnych kategorii SNAP.
Przyjęto następującą metodykę:
1. Na podstawie rozdziału 1.2.1 raportu z I etapu określono zanieczyszczenia mające największy
wpływ na powstawanie ozonu i skupiono się na analizie źródeł tych zanieczyszczeń;
2. Rezultaty modelowania wskazują, że największy wpływ źródeł lokalnych/krajowych występuje
w stosunku do maksymalnych stężeń godzinowych, dlatego też skupiono się na analizie emisji
w stosunku do następujących wskaźników:
a. 180; liczba przypadków w ciągu roku, w których 1 godzinowe stężenie ozonu
3
przekroczyło wartość 180 μg/m (poziom informowania społeczeństwa);
b. 240; liczba przypadków w ciągu roku, w których 1 godzinowe stężenie ozonu
3
przekroczyło wartość 240 μg/m (poziom alarmowy);
3. Analizę oparto na porównaniach rastrów o najwyższych wskaźnikach z wartościami emisji dla
poszczególnych kategorii SNAP oraz na porównaniu przestrzennych rozkładów stężeń ozonu
i emisji poszczególnych typów źródeł;
4. Analizę wsparto porównaniem redukcji emisji prekursorów ozonu dla prognoz w roku 2020
i osiągniętych wyników modelowania.
Podsumowując przedstawione w rozdziale 1.2.1 raportu z I etapu mechanizmy rządzące
przebiegiem reakcji fotochemicznych w atmosferze można stwierdzić, że głównymi prekursorami
powstawania O3 w troposferze są: NO x, NMLZO oraz w nieco mniejszym stopniu CO. Dlatego też
w dalszej analizie skupiono się na tlenkach azotu oraz lotnych związkach organicznych. Poniżej
podano udział emisji NOx i NMLZO dla poszczególnych kategorii SNAP w gridach, w których
3
3
występowały przypadki stężeń powyżej 180 μg/m i 240 μg/m .
92
Udział emisji NOx i NMLZO dla poszczególnych kategorii SNAP w gridach, w których występowały
przypadki stężeń ozonu powyżej 180 μg/m3 i 240 μg/m3 (2006 r.)
Tabela 4.1
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
NOx
>180
47%
7%
15%
2%
0%
0%
18%
11%
0%
0%
>240
55%
6%
15%
2%
0%
0%
12%
9%
0%
0%
NMLZO
>180
4%
17%
2%
19%
5%
28%
15%
6%
0%
3%
>240
5%
17%
3%
27%
4%
26%
12%
5%
0%
1%
Udziały procentowe emisji dla poszczególnych typów źródeł wg kategorii SNAP są bardzo
3
zbliżone dla obu przypadków występowania stężeń powyżej 180 i 240 μg/m . Udziały te są też bardzo
zbliżone do udziałów dla całego obszaru Polski. Wysokie stężenia ozonu pokrywają się z obszarami
występowania wysokich emisji z następujących typów źródeł:

w zakresie NOx: procesy spalania w produkcji i transformacji energii (SNAP1), procesy
spalania w przemyśle (SNAP3) oraz transport drogowy (SNAP7),

w zakresie NMLZO: zastosowanie rozpuszczalników i innych produktów (SNAP6), transport
drogowy (SNAP7), procesy spalania w sektorze komunalnym i mieszkaniowym (SNAP2)
oraz procesy produkcyjne (SNAP4).
Na uwagę zasługuje także sektor: inne pojazdy i urządzenia (SNAP8).
Przykładowo przedstawiony poniżej rozkład przestrzenny emisji tlenków azotu oraz lotnych
związków organicznych i wyników modelowania wyrażonych jako ilość godzin z przekroczeniem
3
180 μg/m ilustruje pewną korelację między wymienionymi wyżej kategoriami źródeł a wysokimi
stężeniami godzinowymi ozonu. Ilustruje również kategorie źródeł o najwyższych emisjach NO x
i NMLZO w rejonie wysokich stężeń ozonu.
Wysokie stężenia godzinowe ozonu pokrywają się z występowaniem najwyższych emisji w
danym obszarze lub jego pobliżu.
93
Rysunek 4.1
Rysunek: Rozkład przestrzenny emisji NOx i NMLZO dla znaczących kategorii SNAP i wyników
modelowania wyrażonych jako ilość godzin z przekroczeniem 180 μg/m3 (2006 r.)
Najwyższe emisje NOx i NMLZO oraz przypadki występowania stężeń przekraczających
3
180 μg/m wyraźnie rozkładają się na obszarze Śląska oraz w pobliżu dużych aglomeracji: Warszawy,
Poznania, Łodzi oraz Wrocławia. Wyjątkiem może być bardzo wysoka emisja NMLZO na obszarze
94
3
Płocka, gdzie nie zanotowano przypadków przekroczeń stężenia 180 μg/m . Powodem mogą być
specyficzne warunki lokalne związane z chemią i meteorologią atmosfery oraz z wielkością emisji i
imisji tlenków azotu. Wysokie stężenia mogą występować również na obszarach o stosunkowo niskich
emisjach (pomiędzy aglomeracjami – pas na linii Kalisz - Konin).
Analizę wsparto porównaniem redukcji emisji prekursorów ozonu dla prognoz w roku 2020
i osiągniętych wyników modelowania. Poniższa tabela ilustruje redukcje tlenków azotu i lotnych
związków organicznych dla najważniejszych kategorii SNAP dla obu prognoz na rok 2020 oraz
3
średnią redukcję ilości godzin z przekroczeniami stężenia 180 μg/m :
Tabela 4.2
Źródła
emisji
Redukcje emisji w prognozach w roku 2020 oraz średnia redukcja ilości godzin z przekroczeniami stężenia
180 μg/m3
NOx
%
NMLZO
%
180
%
2020a
2020b
2020a
2020b
2020a
2020b
S1
- 34%
- 64%
-17%
- 17%
S2
- 5%
- 37%
-14%
- 38%
S3
0%
-60%
24%
- 50%
S4
- 2%
- 2%
24%
- 20%
S5
- 52%
- 52%
5%
- 25%
S6
- 33%
- 33%
7%
- 32%
S7
- 48%
- 61%
- 93%
- 94%
S8
-1%
-60%
-1%
- 80%
S9
0%
0%
- 87%
- 87%
S10
0%
0%
-100%
-100%
- 25%
- 58%
- 18%
- 49%
Razem
- 73%
- 84%
Analizując redukcje emisji dla źródeł znaczących, można zaobserwować, że w przypadku NO x
największe redukcje emisji występują dla kategorii SNAP1 i SNAP7 i są różne dla obu prognoz, dla
kategorii SNAP3 w prognozie bazowej redukcja emisji nie była zaprojektowana. Dla NMLZO natomiast
dla kategorii SNAP2 i SNAP6 redukcje emisji są umiarkowane i też różnią się w obu prognozach,
największe redukcje emisji występują dla kategorii SNAP7. Średnie wartości całkowitej redukcji dla
obu prognoz kształtują się dość podobnie na poziomie dla prognozy 2020a ok. 20%, dla prognozy
2020b ok. 50%. Dla prognozy rozszerzonej redukcja wysokich stężeń (wyrażona jako ilość godzin
3
z przekroczeniami wartości 180 μg/m ) jest większa niż redukcje emisji obu zanieczyszczeń i wynosi
ok. 84%, dla prognozy bazowej redukcja ta jest nieznacznie niższa i wynosi 73%.
95
Powyższe rozważania należy traktować jako bardzo szacunkowe, a wpływ konkretnych
kategorii źródeł na stężenia ozonu zależeć będzie silnie od warunków meteorologicznych oraz
od lokalnego reżimu chemicznego i powinien być analizowany przy użyciu narzędzi modelowych.
4.2. Analiza możliwych działań sprzyjających nie przekraczaniu
poziomów stężeń mających negatywny wpływ na zdrowie
ludzi i ekosystemy
Działania związane z obecnie obowiązującym prawem oraz działania związane z wdrożeniem
działań zaproponowanych w prognozie rozszerzonej zostały opisane we wcześniejszych rozdziałach.
Należy podkreślić, że działania zaprojektowane w prognozie rozszerzonej nie powodują osiągnięcia
wartości docelowej w 2010 roku i wartości celu długoterminowego po 2020 roku, stąd wynika
konieczność rozważenia, jakie działania trzeba podjąć w celu osiągnięcia wymaganych standardów
i oceny, czy zasadne jest ich zastosowanie.
W rozdziale tym podsumowano najważniejsze rezultaty
wcześniejszych rozdziałów jako dane wejściowe do analizy działań dodatkowych. Spisano propozycje
możliwych działań dodatkowych i wykonano analizę mającą na celu optymalny wybór działań
dodatkowych.
W prognozie rozszerzonej założono scenariusz mieszany polegający na połączeniu działań
administracyjnego regulowania emisji z działaniami nakierowanymi na zmianę postaw oraz zachętami
ekonomicznymi. Natomiast założone redukcje emisji w prognozie rozszerzonej wiązały się przede
wszystkim z zastosowaniem nowych technologii w produkcji i kontroli emisji. W niniejszym rozdziale
skupiono się głównie na analizie działań związanych ze zmianą postaw i zmianami prawa oraz
na analizie stopnia, w jakim należy stosować rozwiązania w zakresie nowych technologii produkcji
i kontroli emisji zaproponowane w prognozie rozszerzonej.
Działania można podzielić na dwa rodzaje:
1. Rozwiązania systemowe: działania mające na celu dotrzymanie celu długoterminowego
po 2020 roku (ze względu na ochronę ludzi i roślin);

działania związane z obecnie obowiązującym prawem;

działania związane z wdrożeniem w życie zaproponowanych działań w prognozie
rozszerzonej;

działania dodatkowe: umożliwiające wprowadzanie działań z prognozy rozszerzonej
oraz inne działania mające na celu dodatkowe redukcje emisji prekursorów ozonu.
2. Działania mające na celu zmniejszenie narażenia ludzi na wysokie stężenia ozonu podczas
epizodów - działania lokalne, krótko- i średnioterminowe.
4.2.1 Rozwiązania systemowe
Metody ograniczania emisji prekursorów ozonu można podzielić na następujące rodzaje:
a. Zmiany systemowe: formalno-prawne, organizacyjne;
b. Zmiany społeczne: zachowań;
96
c.
Zastosowanie nowych technologii w produkcji;
d. Zastosowanie urządzeń do kontroli i redukcji emisji.
Zmiany systemowe
W prognozie rozszerzonej uwzględniono przede wszystkim wdrożenie lepszych technologii
zarówno w produkcji jak i technologii kontroli emisji prekursorów ozonu, uwzględniono również zmianę
postaw oraz zachęty ekonomiczne. Część działań została zaprojektowana na podstawie projektów
zmian prawnych (projekt dyrektywy dotyczącej IPPC – w zakresie wspólnych kominów (COM(2007)844), projekt dyrektywy dotyczącej handlu emisjami - (COM(2008)16)). Warunkiem dla
wprowadzenia w życie innych działań są zmiany obecnie obowiązującego prawa. Wśród nich jako
najważniejsze należy wymienić:

wzmocnienie obecnie obowiązującego prawa w zakresie opracowywania POP poprzez:

dostarczenie
wiedzy
do
samorządów
(opracowanie
wytycznych
w
zakresie
sporządzania POP dla ozonu i propozycji możliwych działań naprawczych, dalsze
ekspertyzy w zakresie wpływów redukcji prekursorów ozonu na jego stężenie
w Polsce);

zmiany umożliwiające swobodniejszą wymianę danych niezbędnych do modelowania
stężeń ozonu (np. dostęp do danych meteorologicznych);

identyfikację i likwidację barier prawnych mająca na celu zintensyfikowanie działań
w zakresie wypełniania zaległych wymagań (opracowanie zaległych POP, wdrożenie
zaległych POP). W obecnej chwili najważniejszymi barierami prawnymi jest słabe
umocowanie programów ochrony powietrza jako aktów prawa lokalnego oraz rozmyta
odpowiedzialność samorządów za jakość powietrza. Przykładowym rozwiązaniem może
być wprowadzenie programów ochrony powietrza POP jako części zapisów lokalnych
planów zagospodarowania przestrzennego w celu mocnego usankcjonowania POP jako
przepisu
prawa
lokalnego
oraz
jasne
wskazanie
zakresu
odpowiedzialności
samorządów w ramach realizacji POP;

opracowanie
i
realizację
krajowego
planu
działania
na
rzecz
wyeliminowania
ponadnormatywnych poziomów ozonu w powietrzu;

opracowanie i realizację planów działań krótkoterminowych w zakresie ozonu, na poziomie
lokalnym.
Szczegółowa analiza wymaganych zmian prawnych jest poza zakresem niniejszego raportu.
Wśród najważniejszych zmian o charakterze organizacyjnym należy wymienić stworzenie systemu
wspomagającego oceny jakości powietrza oraz systemu prognostycznego w zakresie stężeń ozonu
i jego prekursorów. Jest to podstawowe narzędzie do projektowania oraz monitorowania rezultatów
podjętych działań w zakresie osiągnięcia wymaganych poziomów stężeń ozonu. Szczegółowy opis
systemu wspomagającego oceny jakości powietrza zawarty jest w rozdziale 6. W przypadku systemu
prognostycznego proponuje się wdrożenie 2 poziomów systemu: poziomu krajowego oraz poziomu
97
lokalnego dla miast i aglomeracji, w których występują przekroczenia stężeń ozonu (dla działań
krótkoterminowych). System prognostyczny na poziomie krajowym powinien być oparty na modelu
eulerowskim. Może być połączony z systemem krajowym wspierania ocen jakości powietrza (ten sam
model i część narzędzi). System prognostyczny na poziomie lokalnym może powstawać w ramach
planowanych zadań naprawczych w planach działań krótkoterminowych. Czynnikiem krytycznym
wyboru rodzaju systemu prócz sprawdzalności prognoz może być cena i koszt utrzymania modelu.
Dlatego też proponuje się możliwość stosowania różnych systemów prognozowania: od najbardziej
zaawansowanych modeli eulerowskich poprzez inne modele prostsze, ale stosowane już w tym celu
na świecie (np. ADMS-Urban w Londynie) do modeli statystycznych stosowanych np. w Niemczech.
Ważnym elementem systemu będą bazy emisji i metodyka ich uaktualniania (nie dotyczy modeli
statystycznych).
Do proponowanych zmian organizacyjnych należy także dalsze wspieranie grup eksperckich
„think-tanków”, które będą zajmować się problematyką ozonu w tym zagadnieniami polityki
i modelowania ozonu modelami eulerowskimi oraz innymi modelami (np. statystycznymi). Wsparcie
może być wyrażone m.in. poprzez zwiększenie środków przeznaczonych na prace eksperckie
i badania w zakresie ozonu.
Zmiany społeczne (zachowań)
Działania mające na celu zmianę zachowań społecznych oraz wzrost świadomości
społeczeństwa w zakresie wagi problemu i jego skutków są kluczowym elementem dla zapewnienia
redukcji emisji zanieczyszczeń. W zakresie działań długoterminowych należy przewidzieć wieloletnią
i ciągłą kampanię informacyjną oraz promocję problemu ozonu w Polsce i sposobów jego
ograniczania. Do działań w zakresie takiej kampanii można zaliczyć:

wzmocnienie systemu informowania społeczeństwa o wynikach pomiarów (tablice
z wynikami pomiarów on-line w miastach, portale internetowe z wynikami pomiarów
w formie map i indeksów w przystępny sposób obrazujących problem mieszkańcom);

przeprowadzanie akcji informacyjnej w mediach (np. spoty telewizyjne, banery, artykuły
w prasie);

wzmocnienie systemu edukacji i nauki (np. materiały edukacyjne dla szkół, szkolenia dla
nauczycieli, zakup/produkcja programów edukacyjnych, promowanie książek, czynne
uczestniczenie w międzynarodowych konferencjach, konferencje prasowe, szkolenia dla
samorządów).
Zarówno dane literaturowe jak i analizy wykonane w ramach niniejszego opracowania wskazują
na globalne oddziaływanie prekursorów ozonu na poziomy stężeń ozonu, dlatego też dodatkowo
należy zintensyfikować działania w skali międzynarodowej, w zakresie ograniczania prekursorów
ozonu, w tym:

zwiększenie zakresu obowiązków w MŚ w zakresie komunikacji oraz międzynarodowych
kontaktów
w
sprawie
ograniczania
prekursorów
ozonu
(np.
wskazanie
osoby
98
odpowiedzialnej, stworzenie specjalnej komórki organizacyjnej zajmującej się problemem
ozonu, czynne uczestniczenie w pracach, projektach i konferencjach unijnych);

zintensyfikowanie współpracy między MŚ, GIOŚ i samorządami na szczeblu wojewódzkim
i lokalnym w zakresie wymiany informacji dotyczącej problematyki ozonu i przekazywania jej
społeczeństwu.
Zastosowanie nowych technologii w produkcji oraz urządzeń do kontroli i redukcji emisji
Optymalizując działania naprawcze związane z redukcją emisji prekursorów ozonu należy
rozważyć następujące elementy:
a. identyfikację krajowych źródeł emisji mających istotne znaczenie dla emisji prekursorów
ozonu;
b. wpływ źródeł transgranicznych i krajowych na stężenia ozonu w Polsce;
c.
wpływ redukcji poszczególnych prekursorów ozonu na stężenia ozonu a w szczególności
określenie optymalnych wielkości redukcji emisji NMLZO w stosunku do redukcji emisji
NOx.
Poniżej przedstawiono szczegółową analizę w zakresie ww. zagadnień.
a. Identyfikacja krajowych źródeł emisji mających istotne znaczenie dla emisji prekursorów ozonu
Projektując działania dodatkowe w zakresie nowych technologii oraz urządzeń do kontroli
i redukcji emisji skupiono się na źródłach w największym stopniu wpływających na stężenie ozonu
w Polsce. Z analizy rozdziału 4.1 wynika, że do najważniejszych źródeł należą w zakresie NO x:
procesy spalania w produkcji i transformacji energii (SNAP1), procesy spalania w przemyśle (SNAP3)
oraz transport drogowy (SNAP7), natomiast w zakresie NMLZO: zastosowanie rozpuszczalników
i innych produktów (SNAP6), transport drogowy (SNAP7) oraz procesy spalania w sektorze
komunalnym i mieszkaniowym (SNAP2) i procesy produkcyjne (SNAP4). Najważniejsze działania dla
ww. źródeł zostały opisane w prognozie rozszerzonej, są to m.in.:

stosowanie odnawialnych źródeł (OZE) w produkcji ciepła i energii (SNAP1, SNAP2);

stosowanie dla spalania węgla brunatnego i oleju palników niskoemisyjnych Low-NOX
Burners – LNB i dysz OFA (Overfire Air) oraz technologii DeNOx, dla spalania węgla
kamiennego – instalacji SCR - selektywnej katalitycznej redukcji oraz SNCR – selektywnej,
niekatalitycznej redukcji (SNAP1, SNAP3);

termomodernizacja budynków (SNAP2);

zastosowanie katalizatorów (dodatków katalitycznych) spalania w 25% wykorzystywanych
pieców węglowych (SNAP2);

zastosowanie technik redukcji określonych w dokumencie Komisji: „Wytyczne dotyczące
zastępowania i redukcji LZO z rodzajów działalności podlegających Dyrektywie w sprawie
emisji LZO z rozpuszczalników (Dyrektywa 1999/13/WE)”, nawet jeżeli obecnie zakłady
spełniają obecnie obowiązujące normy (SNAP6);
99

wdrożenie normy EURO5 lub wyższej (SNAP7).
b. Wpływ źródeł transgranicznych i krajowych na stężenia ozonu w Polsce
Z analiz wynika, że udział źródeł polskich w stężeniach ozonu wynosi około 20% dla parametru
3
SOMO35 i około 50% dla liczby dni z przekroczeniem wartości docelowej 120 μg/m dla najwyższej
z 8-godz. średnich kroczących, a przekroczenia wartości normowanych dla ozonu nadal mogą
występować mimo całkowitej eliminacji emisji ze wszystkich polskich źródeł (tabela 4.3). Wyniki
modelowania wskazują, że w okresie wiosennym i letnim, kiedy występują epizody ozonowe, udział
źródeł transgranicznych szacuje się na 85 – 90% (dla średnich stężeń ozonu w okresie letnim),
natomiast w okresie jesienno-zimowym na pewnym obszarze Polski stężenia ozonu mogą wzrosnąć,
mimo całkowitej eliminacji emisji z Polski. Jedynie w przypadku wskaźników charakteryzujących
epizody wysokich stężeń ozonu emisje lokalne odgrywają znaczącą rolę. Wyniki te wskazują,
że w stosunku do bardzo wysokich stężeń ozonu (poziomy informowania oraz alarmowe), działania
polegające na redukcji lokalnych emisji prekursorów ozonu będą efektywne, w stosunku natomiast
3
do wskaźników charakteryzujących niższe stężenia (już 70-120 ug/m ), stosowane powinny być
działania w skali kontynentalnej i globalnej;
Oszacowanie wpływu transgranicznego transportu zanieczyszczeń na poziomy stężeń ozonu przyziemnego
(opracowanie własne)
Tabela 4.3
Indeks
Liczba dni z
przekroczeniem
3
240 μg/m
Liczba dni z
przekroczeniem
3
120 μg/m
SOMO35
AOT40
Średnia
miesięcy
letnich
Wpływ emisji
transgranicznych
0%
ok. 50%
ok. 80%
ok. 40%
ok. 90%
Analiza wyników modelowania dla prognoz również pośrednio wskazuje na istotny wpływ źródeł
transgranicznych na sytuację ozonową w Polsce. Przyjęte redukcje emisji dla prognozy bazowej jak
również dla prognozy rozszerzonej nie wyeliminują występowania negatywnego wpływu ozonu
na ludzi i ekosystemy. W poniższej tabeli podano redukcje emisji dla poszczególnych prognoz dla
Polski i Europy.
Przyjęte poziomy redukcji emisji prekursorów ozonu dla poszczególnych prognoz: a – podstawowa, b –
rozszerzona (opracowanie własne)
Tabela 4.4
Redukcja
emisji CO
Redukcja
emisji NMLZO
Redukcja
emisji NOx
Redukcja
emisji SOx
2010a
-18%
-18%
-17%
-43%
2010b
-20%
-23%
-19%
-47%
2010
6%
-2%
-23%
-20%
2020a
-24%
-18%
-25%
-38%
2020b
-45%
-49%
-58%
-74%
2020
-13%
-15%
-34%
-31%
Prognoza
Polska
Europa
Polska
Europa
100
Porównując przyjęte redukcje emisji dla poszczególnych prognoz dla Polski i Europy, można
zauważyć, że przyjęto dużo większe spadki emisji dla Polski nawet dla prognozy podstawowej
w stosunku do redukcji emisji w Europie. Można przypuszczać, że scenariusz zakładający większe
redukcje emisji prekursorów ozonu w skali Europy przyniósłby lepszy efekt redukcji stężeń ozonu
w Polsce.
Aby zobrazować wpływ redukcji emisji głównych prekursorów ozonu na poziom ozonu, w tabeli
poniżej podano redukcje poziomów ozonu dla obu prognoz w 2020 roku.
Tabela 4.5
Procentowa wartość redukcji poziomów ozonu dla obu prognoz: a – podstawowa, b – rozszerzona w 2020r.
(opracowanie własne)
Redukcje
[%]
120 ug/m
prognoza
3
SOMO35
AOT40
NOx
NMLZO
ilość dni
średni – maks.
spadek
średni – maks.
spadek
emisje
emisje
2020a
0-30%
11-15%
25-45%
25%
18%
2020b
0-40%
12-20%
35-60%
58%
49%
Redukcja emisji w Polsce NMLZO i NOx o około 50% powoduje najwyższe redukcje wysokich
stężeń ozonu o około 40%. Im niższe wartości wskaźników i stężenia, tym redukcja wartości ozonu
jest mniejsza. Stosunkowo wyższe redukcje występują dla miary AOT40 (35-60%) pokazującej wpływ
ozonu na ekosystemy, natomiast niewielki efekt występuje dla wskaźnika SOMO35 obrazującego
wpływ na zdrowie ludzi. Trend ten jest zgodny z wnioskami analizy wyników modelowania udziału
źródeł transgranicznych opisanymi wyżej. W prognozach wysokie redukcje emisji prekursorów ozonu
w Polsce i stosunkowo niskie redukcje emisji w krajach europejskich powodują wyższe redukcje dla
3
3
wysokich wartości stężeń ozonu (120 μg/m ), mniejsze natomiast dla stężeń niższych (70 μg/m ).
Mimo 50% redukcji głównych prekursorów ozonu w prognozie rozszerzonej, nadal występują wartości
wyższe od wartości normowanych.
Badania europejskie i światowe potwierdzają kontynentalny a nawet globalny charakter tego
zanieczyszczenia, co zostało opisane w rozdziale 1.4 Analiza obecnej sytuacji jakości powietrza pod
względem ozonu w Europie i na świecie w raporcie z I etapu tej pracy. W rozdziale tym określono
najważniejsze czynniki mające wpływ na stężenia ozonu:

ograniczenie mechanizmu wiązania ozonu przez tlenki azotu występującego w obszarach
miejskich;

zmiany w częstości występowania epizodów ozonowych związanych np. z falami upałów
w okresie letnim;

wzrost globalnej emisji prekursorów ozonu.
101
W efekcie obserwuje się dość duże zróżnicowanie trendów w pomiarach stężeń ozonu, przy
czym na stacjach pozamiejskich w zachodniej i północnej części kontynentu, gdzie pomiary
wykonywane
są
najdłużej,
występuje
zjawisko
zmniejszenia
wartości
maksymalnych
przy
jednoczesnym utrzymywaniu się lub lekkim wzroście stężeń średnich. Z kolei na stacjach
zlokalizowanych w obszarach zurbanizowanych występuje pewien wzrost stężenia ozonu,
co związane jest z ograniczeniem mechanizmu wiązania ozonu przez tlenki azotu.
Najnowszy raport Europejskiej Agencji Środowiska (EEA) „Assessment of ground-level ozone
in EEA member countries, with a focus on long-term trends” EEA 2009 wskazuje, że mimo redukcji
emisji antropogenicznych prekursorów ozonu o 37% w latach 1990-2006 w krajach Unii, ilość ludzi
narażonych na docelowe stężenia ozonu nie zmniejszyła się. Do najbardziej interesujących wniosków
wynikających z raportu EEA można zaliczyć następujące:

występuje duża regionalna zmienność wpływu redukcji emisji prekursorów ozonu. Większy
wpływ redukcji emisji wykazano na podstawie modelowania w północno-zachodniej Europie,
Wielkiej Brytanii i krajach niderlandzkich – gdzie pomiary pokazały też trendy spadkowe
poziomu ozonu. Natomiast słaby wpływ zmian emisji widać w krajach Europy środkowej
(Austria i Szwajcaria), w których pomiary nie wykazują trendów zmian poziomów ozonu;

wpływ emisji międzykontynentalnych na stężenia ozonu w Europie oszacowano na poziomie
10-30% w zachodniej części Europy i w Skandynawii oraz <10% w Europie Środkowej.
Do innych ważnych globalnych czynników mogących mieć wpływ na poziom ozonu należą napływ
ozonu ze stratosfery oraz wpływ naturalnych emisji (zwłaszcza izoprenu z roślin), który jest szacowany
z dużą niepewnością. Duży wpływ warunków meteorologicznych na poziom ozonu może sugerować,
że prognozowane zmiany klimatu mogą mieć istotny wpływ na wzrost stężeń ozonu. Wyższe
temperatury, występowanie fal upałów, zmiany w opadach i zachmurzeniu mogą powodować:
zwiększenie produkcji ozonu (z udziałem NOx), zwiększenie emisji naturalnych (emisje biogeniczne
z roślin, emisje pochodzące z pożarów, emisje NO i CH 4 z gruntów), zmniejszenie depozycji ozonu na
roślinach (w związku z mniejszą ilością wody gruntowej).
Powyższe rozważania ilustrują bardzo duży poziom skomplikowania zagadnień ozonu
i powiązania z wieloma czynnikami zarówno regionalnymi jak i globalnymi oraz lokalnymi,
a oszacowany w tym raporcie na podstawie modelowania udział polskich źródeł wskazuje na potrzebę
przede wszystkim przyjęcia rozwiązań na poziomie Unii Europejskiej.
c. Wpływ redukcji poszczególnych prekursorów ozonu na stężenia ozonu, a w szczególności
określenie optymalnych wielkości redukcji emisji NMLZO w stosunku do redukcji emisji NO x.
Ogromna złożoność procesów fizykochemicznych przebiegających w atmosferze, związanych
z występowaniem
lotnych
związków
organicznych
oraz
tlenków
azotu
i
mających
wpływ
na powstawanie ozonu powoduje, że bardzo trudno jest określić zależności pomiędzy emisją
prekursorów ozonu, a występowaniem ozonu troposferze. Zależności te są nieliniowe i związane
raczej ze stosunkiem emisji NOx i NMLZO niż wartościami bezwzględnymi emisji (ładunkami) tych
związków. W celu optymalizacji działań ważne jest określenie kombinacji redukcji lotnych związków
102
organicznych i tlenków azotu. Na obszarach miejskich obserwuje się najczęściej reżim chemiczny
wrażliwy na NMLZO (VOC sensitive), w którym przemiany fotochemiczne pomiędzy tlenkami azotu i
ozonem zachodzą przede wszystkim w kierunku titracji ozonu (zmniejszenie stężeń ozonu wskutek
reakcji z NO). W takim wypadku redukcja tylko tlenków azotu może spowodować nawet wzrost stężeń
ozonu. W większych odległościach od źródeł emisji, gdzie są inne proporcje między stężeniami
NMLZO i NOx, redukcje emisji tlenków azotu mogą okazać się efektywne [1]. Innymi słowy, jeśli
stosunek NMLZO do NOx jest duży (większy niż 10), tworzenie ozonu jest ograniczone ilością tlenków
azotu, stąd redukcje emisji NMLZO mają mniejszy wpływ na redukcję ozonu. Na obszarach
zanieczyszczonych i miejskich stosunek NMLZO do NOx jest zazwyczaj mniejszy. Biorąc pod uwagę
dane przedstawione w tabeli 4.5, w skali regionalnej stosunek emisji lotnych związków organicznych
do tlenków azotu na terenie Polski jest stosunkowo niski. W takich przypadkach redukcje emisji
NMLZO mogą mieć większy wpływ na stężenia ozonu [2].
Z badań EMEP (opisanych w rozdziale 1.4 Analiza obecnej sytuacji jakości powietrza pod
względem ozonu w Europie i na świecie w raporcie z I etapu tej pracy) wynika, że 15% redukcja emisji
NOx i NMLZO w Europie ma pozytywny wpływ na redukcję stężeń ozonu w Polsce, przy czym:

ze względu na ochronę ekosystemów lepszy efekt (nieco większy) daje redukcja NOx;

ze względu na ochronę zdrowia ludzi – redukcja obu grup zanieczyszczeń daje bardzo
zbliżone wyniki.
W tabeli poniżej podano określone w prognozach emisje dla tych zanieczyszczeń oraz ich
stosunek.
Zmiany stosunku emisji NMLZO i NOx w poszczególnych prognozach: a – podstawowa, b – rozszerzona
w 2020 r. (opracowanie własne)
Tabela 4.6
Emisja [Gg]
2006
2010a
2010b
2020a
2020b
NOx
986
818
801
740
410
NMLZO
638
523
492
521
328
NMLZO / NOx
65%
64%
61%
70%
80%
W zaprojektowanych prognozach dla roku 2010 redukcje NO x są minimalnie mniejsze niż
redukcje NMLZO, dla prognoz 2020 roku redukcje emisji NO x są większe o kilka procent w stosunku
do redukcji NMLZO. Generalnie zarówno w prognozie bazowej jak i rozszerzonej redukcje tlenków
azotu i lotnych związków organicznych są rozłożone równomierne.
Powyższe rozważania oraz powyższe wyniki obliczeń sugerują, że równomierne redukcje emisji
NOx i NMLZO mogą być optymalnym rozwiązaniem w skali regionalnej, w skali lokalnej natomiast
optymalna kombinacja redukcji tlenków azotu i lotnych związków organicznych zależeć będzie
od warunków lokalnych i lokalnego reżimu chemicznego. Jednak, aby to potwierdzić, należy
przeprowadzić bardziej szczegółowe badania modelowe, w jakiej zależności powinny wystąpić
103
redukcje emisji NMLZO oraz NO x. Wymaga to przeprowadzenia symulacji dla kilku scenariuszy
działań, które ze względu na ramy czasowe wykraczają poza zakres tego projektu.
4.2.2 Działania lokalne krótko i średnioterminowe
Działania te dotyczą obszarów miejskich o dużym zagęszczeniu liczby ludności, gdzie
występują ponadnormatywne stężenia ozonu. Działania powinny być planowane i wdrażane w ramach
obowiązującego prawa podczas opracowywania i realizacji naprawczych programów ochrony
powietrza oraz planów działań krótkoterminowych. Do działań dodatkowych należy zaliczyć zadania
mające na celu wspomaganie w tych procesach samorządów, wymienione już przy rozwiązaniach
systemowych: dostarczenie wiedzy do samorządów, zmiany umożliwiające swobodniejszą wymianę
danych oraz identyfikację i likwidację barier prawnych. Działania naprawcze stosowane w Europie i
świecie w celu obniżenia stężeń ozonu na obszarach miejskich skupiają się przede wszystkim na
ograniczeniu emisji z transportu. Wśród stosowanych działań naprawczych wyróżnić można
następujące:

rozwój transportu publicznego;

rozwój systemu Park&Ride;

odpowiednia polityka cenowa systemu transportu publicznego;

strefy ograniczonej emisji;

edukacja ekologiczna;

system informowania mieszkańców o wysokich stężeniach ozonu i sugerowanych w tym
czasie zachowaniach;

system monitoringu stężeń ozonu;

system prognozowania stężeń ozonu w mieście;

system inwentaryzacji i aktualizacji baz emisyjnych;

obowiązkowe ograniczanie emisji prekursorów ozonu ze wskazanych źródeł emisji;

dobrowolne ograniczanie emisji w czasie epizodów;

zintegrowanie rozwiązań z innymi działaniami naprawczymi np. w zakresie pyłu
zawieszonego PM10 i PM2,5;

integracja działań na szczeblu lokalnym, regionalnym i krajowym;

wsparcie programów wdrażających innowacyjne rozwiązania w zakresie ograniczania
stężeń ozonu.
Działania krótkoterminowe w skali lokalnej wdraża się tylko wówczas, gdy badania i obliczenia
modelowe wskazują na istotny wpływ lokalnych źródeł prekursorów emisji na stężenia ozonu,
co niekoniecznie
może
występować
ze
względu
na skomplikowany nieliniowy mechanizm
104
powstawania ozonu troposferycznego. W pozostałych przypadkach należy stosować przede
wszystkim rozwiązania systemowe obejmujące cały region lub kraj.
4.2.3 Wybór działań dodatkowych - optymalizacja rozwiązań
Na podstawie powyższych rozważań i wyników tego raportu można sformułować następujące
wnioski:

Działania związane z intensywnym wdrażaniem nowych technologii w produkcji oraz
urządzeń kontroli emisji prekursorów ozonu, wykraczające w znacznym stopniu poza
wymagania prawne, proponowane w prognozie rozszerzonej dla Polski nie wyeliminują
występowania negatywnego wpływu ozonu na ludzi i ekosystemy. Można zatem
przypuszczać, że nie przyniosą one efektu ekologicznego współmiernego do poniesionych
nakładów;

Przeprowadzone obliczenia modelowe dla Polski potwierdzają duży wpływ źródeł
transgranicznych na sytuację ozonową w Polsce – ok. 50 - 80% udziału;

Wyniki obliczeń modelowych wskazują, że w stosunku do bardzo wysokich stężeń ozonu
(poziomy informowania oraz alarmowe), działania polegające na redukcji lokalnych emisji
prekursorów
ozonu
będą
efektywne,
w
stosunku
natomiast
do
wskaźników
3
charakteryzujących niższe stężenia (już 70-120 μg/m ), stosowane powinny być działania
w skali całej Europy i w skali globalnej;

Prognozy emisji przyjęte dla Europy wykazywały dużo mniejsze redukcje emisji prekursorów
Powyższe wnioski wskazują na potrzebę przede wszystkim:
a. znalezienia rozwiązań na poziomie Unii Europejskiej mających na celu wyeliminowanie
występowania przekroczeń wartości normowanych dla ozonu;
b. wspierania działań związanych z redukcją emisji prekursorów ozonu w ramach
obowiązującego prawa;
c.
działań lokalnych i regionalnych na obszarach, na których występują przekroczenia
3
wartości stężeń godzinowych 180 i 240 μg/m i o dużej gęstości zaludnienia.
W wyniku rozważań jako efektywne wybrano następujące działania:

działania zgodne z obowiązującym prawem (wg scenariusza prognozy podstawowej)
ze szczególnym uwzględnieniem działań mających na celu redukcje wysokich stężeń ozonu
na obszarach zurbanizowanych, wdrażanych w ramach programów ochrony powietrza oraz
planów działań krótkoterminowych;

działania mające na celu intensywne wspomaganie wdrażania obecnie obowiązujących
przepisów (zmiany organizacyjne, prawne i społeczne), w szczególności:
105

likwidacja barier we wdrażaniu przepisów dotyczących ochrony powietrza w zakresie
ozonu;

stworzenie systemu wspomagania ocen jakości powietrza SWOJP;


działania związane z promowaniem wdrażania rozwiązań w skali europejskiej.
Dodatkowo dla oceny wybranych działań określono następujące kryteria:
a. rozwiązania niezbędne do efektywnego wdrażania działań w zakresie obowiązującego
prawa;
b. działania mające istotny wpływ na redukcję stężeń ozonu;
c.
działania mające wpływ na redukcję stężeń ozonu na obszarach o dużym zagęszczeniu
liczby ludności.
Analiza kosztowa działań podana została w następnym rozdziale.
W poniższej tabeli wymieniono wybrane wg ww. kryteriów działania dodatkowe sprzyjające nie
przekraczaniu poziomów stężeń mających negatywny wpływ na zdrowie ludzi i ekosystemy.
106
Tabela 4.7
Lista działań dodatkowych (opracowanie własne)
Rodzaj działania
I
a
Kryterium
b
c
Wzmocnienie obecnie obowiązującego prawa w zakresie opracowywania POP poprzez:
dostarczenie wiedzy do samorządów (dalsze ekspertyzy w zakresie wpływów redukcji prekursorów ozonu na jego
stężenie w Polsce)
X
X
X
- wytyczne w zakresie opracowywania POP i planów działań krótkoterminowych dla ozonu
X
X
X
- ekspertyzy w zakresie dobrych praktyk i przykładów z innych krajów
X
X
X
I.2
zmiany umożliwiające swobodniejszą wymianę danych niezbędnych do modelowania stężeń ozonu - stworzenie krajowej
bazy danych niezbędnych do modelowania na poziomie krajowym, regionalnym i lokalnym (dane meteorologiczne, dane
geofizyczne, emisje biogeniczne, narzędzia do modelowania emisji biogenicznych)
X
X
X
I.3
identyfikacja i likwidacja barier prawnych w celu zintensyfikowania działań w zakresie zaległych wymagań (opracowanie
zaległych POP, wdrożenie zaległych POP)
X
X
X
- analiza barier prawnych oraz możliwych zmian prawnych
X
X
X
- implementacja zmiany przepisów
X
X
X
II.
Opracowanie i realizacja krajowego planu działania na rzecz wyeliminowania ponadnormatywnych poziomów ozonu w
powietrzu
X
X
X
III.
Stworzenie systemu wspomagającego oceny jakości powietrza
III.1
na poziomie krajowym
X
X
III.2
na poziomie regionalnym
X
X
III.3
wzmocnienie systemu monitoringu na obszarach o dużych zagęszczeniach ludności narażonych na ponadnormatywne
oddziaływanie ozonu
I.1
107
Rodzaj działania
a
Kryterium
b
c
IV.
Stworzenie systemu prognostycznego stężeń ozonu i jego prekursorów
IV.1
X
X
IV.2
na poziomie lokalnym
X
X
X
X
V.
X
Wspieranie zaplecza eksperckiego w tematyce ozonu
- wspieranie ekspertyz i badań w tematyce ozonowej (zwłaszcza w tematyce dalszej optymalizacji działań mających na
celu zmniejszenie poziomów stężeń ozonu)
VI.
Działania w zakresie zmian społecznych:
VI.1
zwiększenie zakresu obowiązków w MŚ w zakresie komunikacji oraz międzynarodowych kontaktów w sprawie
ograniczania prekursorów ozonu
X
X
X
VI.2
zintensyfikowanie współpracy między MŚ i GIOŚ w zakresie wymiany informacji dotyczącej problematyki ozonu i
przekazywania jej społeczeństwu
X
X
X
VI.3
Stworzenie kampanii informacyjnej dotyczącej problematyki ozonu
X
X
X
- przygotowanie i realizacja kampanii medialnej
X
X
X
- wzmocnienie systemu edukacji i nauki
X
X
X
Wzmocnienie systemu informowania społeczeństwa o wynikach pomiarów
X
X
X
- tablice z wynikami pomiarów on-line w miastach
X
X
X
- portal z wynikami pomiarów on-line w formie map i indeksów dobrze obrazujących problem mieszkańcom
X
X
VI.4
VII.
Działania w zakresie nowych technologii w produkcji oraz urządzeń do kontroli i redukcji emisji
VII.1
Działania wynikające z implementacji nowych przepisów prawnych Unii Europejskiej
X
X
108
Opracowywanie i wdrażanie programów ochrony powietrza dla ozonu oraz projektowanie w ramach
programów lokalnych działań naprawczych jest zgodne z obecnie obowiązującym prawem, dlatego
też nie zostało uwzględnione w powyższej tabeli.
5. Analiza możliwości osiągnięcia wymaganych prawem
UE stężeń ozonu
W rozdziale tym dokonano analizy ekonomicznej dla scenariusza prognozy rozszerzonej.
Oszacowano koszty redukcji emisji oraz korzyści, jakie przyniesie redukcja stężeń ozonu.
5.1. Metodyka szacowania kosztów scenariuszy redukcji emisji
prekursorów ozonu
Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne zostały oszacowane na podstawie danych zawartych
w raportach International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) w ramach tzw. NEC3 (National
Emission Ceilings) dla dyrektywy 2001/81/WE, przygotowywanych w związku ze Strategią
Tematyczną Komisji Europejskiej w sprawie zanieczyszczenia powietrza [4] oraz dokumentach
powstałych w ramach realizacji programu Clean Air for Europe (CAFE) Programme, a także
opracowań wcześniejszych [5].
Koszty inwestycyjne i operacyjne zostały sprowadzone do kosztów rocznych. Koszty
jednostkowe dla poszczególnych kategorii źródeł SNAP oszacowano na podstawie danych o łącznych
wartościach emisji oraz łącznych kosztach redukcji – tabela 5.1.
Tabela 5.1
Oszacowanie jednostkowych kosztów redukcji emisji dla poszczególnych kategorii SNAP (obliczenia własne
na podstawie [9])
Emisja [Gg]
Koszty [mln EUR / rok]
Koszty [tys. EUR / 1 Gg]
SO2
SO2
Źródła emisji
SO2
NOx
NMLZO
NOx
NMLZO
NOx
NMLZO
SNAP01
876
754
101
2908
2574
0 3 319,64 3 413,79
0,00
SNAP02
312
516
113
342
1749
0 1 096,15 3 389,54
0,00
SNAP03
504
531
79
1180
2462
0 2 341,27 4 636,54
0,00
SNAP04
295
119
799
232
385
1077
786,44 3 235,29 1 347,94
SNAP05
0
0
441
0
0
1449
3 285,71
SNAP06
0
0
1608
0
0
12295
7 646,14
SNAP07
14
1405
528
0
1388
0
SNAP08
37
1254
388
90
SNAP09
4
4
115
SNAP10
0
0
10
0,00
987,90
0,00
0
0 2 432,43
0,00
0,00
0
4
4
0,00 1 000,00
34,78
0
3
0
0
109
Oszacowano
także
średnie
jednostkowe
koszty
redukcji
dla
trzech
podstawowych
zanieczyszczeń (bez podziału na kategorie SNAP). Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli 5.2.
Tabela 5.2
Oszacowanie jednostkowych kosztów redukcji dla poszczególnych zanieczyszczeń (obliczenia własne
na podstawie [9])
Emisja [Gg]
Obszar
SO2
NOx
Koszty [mln EUR / rok]
NMLZO
SO2
NOx
NMLZO
Koszty [tys. EUR / 1 Gg]
SO2
NOx
NMLZO
EU-27
2043
4583
4182
4752
8566
14825 2325,99 1869,08 3544,95
Polska
327
302
191
647
499
751 1978,59 1652,32 3931,94
5.2. Wyniki obliczeń
Wielkość redukcji w roku 2020 oszacowano na podstawie danych o wielkościach emisji
określonych w prognozie rozszerzonej dla poszczególnych kategorii źródeł SNAP (tabele: 5.3-5.5).
Tabela 5.3
Redukcja emisji NMLZO dla Polski w okresie 2006-2020 w [Gg] (obliczenia własne na podstawie danych
z prognozy rozszerzonej)
SNAP
Rok
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
2006
13,72
112,88
11,12
69,38
38,01 206,95 109,91
2020b
11,39
70,11
5,52
55,40
28,57 141,39
Redukcja
2,33
42,77
5,59
13,98
Tabela 5.4
9,44
6,20
65,56 103,71
S8
S9
S10
43,21 3,74 29,14
8,83 0,49
0,00
34,39 3,25 29,14
Redukcja emisji NOx dla Polski w okresie 2006-2020 w [Gg] (obliczenia własne na podstawie danych
SNAP
Rok
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
2006
356,41
85,24 133,49
14,49
0,29
0,03 249,69 146,00
0,08
0,70
2020b
129,77
54,03
54,04
14,24
0,14
0,02 98,07 59,01
0,08
0,70
Redukcja
226,64
31,21
79,45
0,25
0,15
0,01 151,62 86,98
0,00
0,00
110
Redukcja emisji SO2 dla Polski w okresie 2006-2020 w [Gg] (obliczenia własne na podstawie danych
Tabela 5.5
SNAP
Rok
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
2006
1036,29
239,19
97,38
15,56
0,94
0,02
1,14
6,00
0,11
0,00
2020b
175,48
140,30
21,74
18,66
0,70
0,01
0,44
5,45
0,11
0,00
Redukcja
860,82
98,89
75,63
-3,10
0,24
0,00
0,71
0,55
0,00
0,00
W tabeli 5.6 przedstawiono zbiorcze zestawienie redukcji emisji dla poszczególnych
zanieczyszczeń w okresie 2006-2020.
Tabela 5.6
Oszacowanie redukcji głównych zanieczyszczeń dla Polski w roku 2020 (obliczenia własne na podstawie
danych z prognozy rozszerzonej)
Zanieczyszczenie [Gg]
Wyszczególnienie
Lp.
NMLZO
NOx
SO2
1
Emisja rok 2006
638,06
986,41
1 396,64
2
Emisja rok 2020b
327,89
410,09
362,90
3
Redukcja emisji 2006-2020
310,16
576,31
1 033,74
Koszty redukcji emisji według poszczególnych kategorii źródeł SNAP oszacowano na podstawie
tabeli 5.1 oraz tabel 5.3-5.5 jako iloczyn odpowiednich kosztów jednostkowych i wielkości redukcji
emisji. Wyniki szacunków przedstawiono w tabeli 5.7.
Tabela 5.7
Zanieczysz
czenie
Koszty redukcji emisji w 2020 roku wg kategorii źródeł SNAP [tys. Euro] (obliczenia własne)
SNAP
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
0,00
0,00
0,00
18 843,17
31 024,33
501 255,92
0,00
0,00
113,05
0,00
NOx
773 690,09
105 792,20
368 362,74
797,97
0,00
0,00
149 786,52
0,00
0,00
0,00
SO2
2 857 592,01
108 396,83
177 078,57
-
0,00
0,00
0,00
1 339,45
0,00
0,00
Razem
3 631 282,10
214 189,03
545 441,30
19 641,14
31 024,33
501 255,92
149 786,52
1 339,45
113,05
0,00
NMLZO
Łączne, obliczone na tej podstawie koszty redukcji dla trzech analizowanych zanieczyszczeń
zostały oszacowane (jako suma z ostatniego wiersza tab. 5.7) na 5 094 073 tys. Euro. Największe
koszty zostały oszacowane dla procesów spalania w produkcji i transformacji energii (SNAP1)
111
ze względu na redukcję dwutlenku siarki. Duże koszty wykazują również osiągnięcie redukcji emisji
prekursorów ozonu dla procesów spalania w produkcji (SNAP3) oraz dla zastosowania
rozpuszczalników i innych produktów (SNAP6). Stosunkowo niskie koszty natomiast są szacowane
dla redukcji emisji w transporcie (SNAP7). Podobnie rozkładają się kosztowo wskaźniki jednostkowe
w tys. EUR/Gg, przy czym najdroższym wskaźnikiem jest redukcja jednostkowa emisji lotnych
związków organicznych dla procesów kategorii SNAP6.
Weryfikacja szacunku
Powyższy szacunek zweryfikowano na podstawie średnich kosztów dla poszczególnych
zanieczyszczeń jako iloczyn kosztów z tabeli 5.2 oraz wielkości redukcji z tabeli 5.6. Odpowiednie
wyniki zamieszczono tabeli 5.8.
Tabela 5.8
Lp.
Koszty redukcji emisji w 2020 roku według zanieczyszczeń (obliczenia własne)
Zanieczyszczenie
Koszty redukcji emisji
obliczone na podstawie
jednostkowych kosztów
redukcji dla obszaru
Koszty redukcji
obliczone na podstawie
redukcji emisji dla
prognozy rozszerzonej
[tys. EUR]
[tys. EUR]
EU-27
Polska
Średnia
[tys. EUR]
Polska
1
NMLZO
1 099 508
1 219 535
551 236
885 386
2
NOx
1 077 172
952 249
1 398 430
1 175 339
3
SO2
2 404 466
2 045 348
3 144 407
2 594 877
4
Razem
4 581 147
4 217 132
5 094 073
4 655 602
Wyniki tego szacunku są zbieżne z obliczeniami według kategorii źródeł emisji SNAP.
Największa różnica w przypadku skrajnych wartości (3,1 i 2,0) wynosi ok. 1,0 mld Euro. Do dalszych
porównań można przyjąć średnie wartości kosztów.
Do
szybkiego
oszacowania
kosztów
prognozy
podstawowej
zastosowano
powyższą
uproszczoną metodę. Koszty redukcji emisji prekursorów ozonu dla prognozy podstawowej wynoszą
ok. 1,9 mld Euro.
Inną metodyką posłużono się w celu oszacowania kosztów dla zaproponowanych w rozdziale
4 działań. Koszty dla każdego działania szacowano indywidualnie na podstawie przyjętych założeń
i obecnie obowiązujących cen rynkowych. Koszty podano w złotówkach, a koszt całkowity przeliczono
na Euro po obecnie obowiązującym kursie (1 Euro = 4,08 zł). W tabeli poniżej przedstawiono wyniki
szacunków kosztów działań dodatkowych (w analizie nie uwzględniono kosztów wdrażania nowych
przepisów prawnych).
.
112
Tabela 5.9
Szacunkowy koszt działań dodatkowych (opracowanie własne)
Rodzaj działania
I
I.1
Koszt
inwestycyjny
[tys. zł]
Założenia
Koszt
całkowity
[tys. zł]
Wzmocnienie obecnie obowiązującego prawa w zakresie opracowywania POP
poprzez:
dostarczenie wiedzy do samorządów (dalsze ekspertyzy w zakresie wpływów
redukcji prekursorów ozonu na jego stężenie w Polsce)
- wytyczne w zakresie opracowywania POP i planów działań krótkoterminowych dla
ozonu
400
założono 2 ekspertyzy, średni koszt
ekspertyzy 200 tys. zł
400
- ekspertyzy w zakresie dobrych praktyk i przykładów z innych krajów
400
założono 2 ekspertyzy, średni koszt
ekspertyzy 200 tys. zł
400
I.2
zmiany umożliwiające swobodniejszą wymianę danych niezbędnych do modelowania
stężeń ozonu - stworzenie krajowej bazy danych niezbędnych do modelowania na
poziomie krajowym, regionalnym i lokalnym (dane meteorologiczne, dane
geofizyczne, emisje biogeniczne, narzędzia do modelowania emisji biogenicznych)
900
koszt narzędzia oszacowano na 900
tys.+ 50 tys. rocznie obsługa (okres 10
lat)
I.3
identyfikacja i likwidacja barier prawnych w celu zintensyfikowania działań w zakresie
zaległych wymagań (opracowanie zaległych POP, wdrożenie zaległych POP)
200
średni koszt ekspertyzy 200 tys. zł
- analiza barier prawnych oraz możliwych zmian prawnych
- implementacja zmiany przepisów
II.
Opracowanie i realizacja krajowego planu działania na rzecz wyeliminowania
przekroczeń docelowych poziomów ozonu w powietrzu
III.
Stworzenie systemu wspomagającego oceny jakości powietrza
III.1
-
-
1 400
200
-
200
200
900
koszt systemu oszacowano na 900 tys.+
2 etaty każdy 50 tys. rocznie obsługa
(okres 10 lat)
1900
113
Rodzaj działania
Koszt
inwestycyjny
[tys. zł]
Założenia
Koszt
całkowity
[tys. zł]
III.2
na poziomie regionalnym
900
jw.
1900
III.3
wzmocnienie systemu monitoringu na obszarach o dużych zagęszczeniach ludności
narażonych na ponadnormatywne oddziaływanie ozonu
500
dla 5 miast po 1 stacji pomiarowej założono 100 tys./stację i 50 tys. rocznej
obsługi
1000
IV.
Stworzenie systemu prognostycznego stężeń ozonu i jego prekursorów
900
koszt systemu oszacowano na 900 tys.+
2 etaty każdy 50 tys. rocznie obsługa
(okres 10 lat)
1 900
koszt zależy od rodzaju systemu
900 –
1 900
2000
założono 1 etat dodatkowy i koszty
delegacji
500
założono koszty równe 1 etatowi
500
IV.1
IV.2
V.
na poziomie lokalnym
400 - 900
Wspieranie zaplecza eksperckiego w tematyce ozonu
- wspieranie ekspertyz i badań w tematyce ozonowej (zwłaszcza w tematyce dalszej
optymalizacji działań mających na celu zmniejszenie poziomów stężeń ozonu)
VI.
Działania w zakresie zmian społecznych:
VI.1
zwiększenie zakresu obowiązków w MŚ w zakresie komunikacji oraz
międzynarodowych kontaktów w sprawie ograniczania prekursorów ozonu
VI.2
zintensyfikowanie współpracy między MŚ i GIOŚ w zakresie wymiany informacji
dotyczącej problematyki ozonu i przekazywania jej społeczeństwu
VI.3
Stworzenie kampanii informacyjnej dotyczącej problematyki ozonu
- przygotowanie i realizacja kampanii medialnej
założono roczne koszty rzędu 10 000
tys. zł
100 000
- wzmocnienie systemu edukacji i nauki
114
Rodzaj działania
VI.4
Koszt
inwestycyjny
[tys. zł]
Założenia
Koszt
całkowity
[tys. zł]
Wzmocnienie systemu informowania społeczeństwa o wynikach pomiarów
- tablice z wynikami pomiarów on-line w miastach
100
plus ok. 5 tys. rocznie obsługa
150
- portal z wynikami pomiarów on-line w formie map i indeksów dobrze obrazujących
problem mieszkańcom
300
plus ok. 50 tys. rocznie obsługa
800
VII.
Działania w zakresie nowych technologii w produkcji oraz urządzeń do kontroli i
redukcji emisji
VII.1
Wynikające z implementacji nowych przepisów prawnych Unii Europejskiej
RAZEM
10 850
2 660
tys. zł
tys. EUR
115 130
28 150
115
Koszty redukcji emisji prekursorów ozonu dla prognozy rozszerzonej oszacowano na 4 600 mln
Euro rocznie. Roczny koszt wybranych działań kształtuje się w wysokości około 2,7 mln Euro,
co stanowi mniej niż 0,06% kosztów prognozy rozszerzonej i 0,14% kosztów prognozy podstawowej.
Najdroższym działaniem jest przeprowadzenie kampanii medialnej, jednak to działanie ma bardzo
duże znaczenie dla powodzenia innych zadań związanych z redukcją emisji prekursorów ozonu.
Oszacowanie korzyści wynikających z redukcji stężeń ozonu
Korzyści z tytułu redukcji ozonu oszacowano jako zmniejszenie kosztów zewnętrznych
zanieczyszczenia ozonem w wyniku redukcji emisji w roku 2020 w stosunku do takich kosztów w roku
2006. Szacunek ograniczono do kosztów związanych z zagrożeniem życia i zdrowia ludzi przez ozon
troposferyczny.
Podstawą do oszacowania kosztów były wyniki badań prowadzonych w związku z programem
CAFE [6], programem ExternE [6] oraz wyniki szacunków prowadzonych dla Komisji Europejskiej
w sprawie kosztów zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego w Europie [7]. Pozwoliły one określić
funkcje typu stężenie-reakcja.
Funkcje te odnosiły się do ilości przypadków występujących
w populacji przy określonym stężeniu średniorocznym ozonu. Funkcje mają charakter liniowy,
a parametry tych funkcji przyjęto na następujących poziomach:

nagłe przypadki śmiertelne - 5,84 E-06,

trudności oddechowe wymagające hospitalizacji - 3,54 E-06,

atak astmy - 1,50 E-04,

ograniczenie aktywności dziennej - 7,81 E-03.
Wycenę wartości jednego przypadku przyjęto na poziomie (w Euro na jeden przypadek):

nagłe przypadki śmiertelne - 1 mln Euro,

trudności oddechowe wymagające hospitalizacji - 4320 Euro,

atak astmy - 8 Euro,

ograniczenie aktywności dziennej - 110 Euro.
Koszty zewnętrzne dla roku 2006 obliczono jako iloczyn liczby ludności zamieszkującej
2
na wyróżnionych obszarach obliczeniowych (573 obszary o powierzchni ok. 560-590 km w siatce
pokrywającej cały obszar Polski), wartości stężenia ozonu obliczonego modelem dla danego obszaru,
parametru funkcji dla poszczególnych przypadków oraz wartości jednostkowej przypadków. Wartość
oszacowanych kosztów przedstawiono tabeli 5.10.
116
Koszty zewnętrzne wynikające z narażenia zdrowia i życia ludzi w Polsce na ozon troposferyczny w roku
2006 (obliczenia własne)
Tabela 5.10
Koszty
zewnętrzne
Wyszczególnienie
Lp
[tys. EUR]
1
Nagłe przypadki śmiertelne
2
Trudności oddechowe wymagające hospitalizacji
3
Atak astmy
4
Ograniczenie aktywności dziennej
5
Razem
11 820 656
30 954
2 429
1 738 891
13 592 930
Łączna wartość oszacowanych kosztów zewnętrznych wynikających z oddziaływania ozonu
na zdrowie i życie ludzi w Polsce w roku 2006 oszacowano na ok. 13,593 mld Euro.
Koszty zewnętrzne dla roku 2020 oszacowano na podstawie wskaźnika zmniejszenia między
rokiem
2020
i
2006
liczby
dni,
w
których
stężenie
przekracza
dopuszczalne
wartości
(base_number_of_days_gt_120). Koszty obliczono dla poszczególnych obszarów jako iloczyn tego
wskaźnika i kosztów zewnętrznych oszacowanych dla roku 2020. Łączna wartość oszacowanych
kosztów zewnętrznych, wynikających z oddziaływania ozonu na zdrowie i życie ludzi w Polsce w roku
2020 oszacowano na ok. 1,125 mld Euro.
Oznacza to, że korzyści z realizacji programu ograniczania imisji ozonu można oceniać jako
różnicę między kosztami zewnętrznymi odpowiadającymi emisji w roku 2006 i kosztami zewnętrznymi
oszacowanymi dla roku 2020. Wartość korzyści wynosi 12,468 mld Euro rocznie na poziomie emisji
i stężeń przewidywanych dla roku 2020. O taką wartość mogą w 2020 roku być niższe koszty
zewnętrzne, gdy zostanie zrealizowany program redukcji emisji prekursorów ozonu.
Weryfikacja szacunku, uwzględnienie w analizie kosztów związanych z negatywnym wpływem
na ekosystemy
Powyższy szacunek został zweryfikowany. Koszty zewnętrzne oszacowano na podstawie
danych o emisji prekursorów ozonu: SOx (suma SO2 i SO4), NOx (suma NO i NO2) oraz NMLZO.
Do obliczeń wykorzystano dane modelowe dla roku 2006 i dla roku 2020.
Drugim elementem formuły szacunku były wskaźniki kosztów jednostkowych dla tych
zanieczyszczeń. Zostały one obliczone w oparciu o dane dla Polski, opracowane w ramach programu
CAFE [6]. Dane obejmowały wielkość strat marginalnych na tonę emisji dla warunków SOMO35.
W poniższym szacunku użyto następujących wskaźników kosztów na jedną tonę emisji:

dla SOx - 8 600 Euro/Mg;

dla NOx - 5 800 Euro/Mg;

dla LZO - 900 Euro/Mg.
117
Koszty zanieczyszczeń obliczono jako iloczyn emisji z danego obszaru obliczeniowego oraz
powyższych wskaźników jednostkowych kosztów emisji, a następnie zsumowano dla całego obszaru
Polski. Obliczenia przeprowadzono dla roku 2006 i 2020. Wyniki obu szacunków dla Polski
przedstawiono w tabeli 5.11.
Koszty zewnętrze emisji wybranych prekursorów ozonu obliczone na podstawie wskaźników kosztów
jednostkowych emisji w Polsce (obliczenia własne)
Tabela 5.11
Koszty zewnętrzne dla roku [tys. EUR]
Lp
Wyszczególnienie
2006
2020
1
Koszty dla SOx
12 011 736,74
3 126 699,45
2
Koszty dla NOx
5 721 149,61
2 380 429,95
3
Koszty dla LZO
574 250,23
295 104,89
5
Razem
18 307 136,59
5 802 234,29
Koszty te są oszacowane na wyższym poziomie w porównaniu z poprzednim szacunkiem.
Należy jednak podkreślić, że w tym szacunku koszty zewnętrzne dotyczą wszystkich rodzajów
oddziaływań na środowisko, natomiast we wcześniejszym – tylko kosztów związanych ze zdrowiem
ludzkim (które mają największy udział w ogólnej sumie kosztów zewnętrznych).
Korzyści ze zmniejszenia emisji w roku 2020 wyraża różnica między kosztami oszacowanymi
na poziomie roku 2006 i dla roku 2020. Wynosi ona ok. 12,505 mld Euro. Wynik ten jest niemal
identyczny z szacunkiem korzyści uzyskanych poprzednią metodą.
5.3. Określenie zasadności ekonomicznej przyjętych rozwiązań:
porównanie kosztów i korzyści
Zasadność ekonomiczną przyjętych rozwiązań można oceniać na podstawie relacji korzyści
do kosztów. Istnieje wiele możliwości analizy kosztów i korzyści i oceny na tej podstawie zasadności
proponowanych rozwiązań [8].
Korzyści wyrażone w postaci unikniętych w roku 2020 kosztów zewnętrznych zostały
oszacowane na poziomie ok. 12,5 mld Euro rocznie. Koszty redukcji emisji przyjęto na poziomie
4,6 mld Euro. Realizacja programu redukcji emisji ozonu zapewnia więc nadwyżkę korzyści nad
kosztami rzędu 7,9 mld Euro na poziomie roku 2020.
Innym sposobem określenia zasadności ekonomicznej jest wyrażenie względnych korzyści jako
ilorazu korzyści w stosunku do kosztów. Relacja ta wynosi ok. 2,7, to znaczy korzyści są ponad
dwukrotnie wyższe od kosztów. Relacja ta jest większa od 1, co pozwala uznać realizację programu
za ekonomicznie zasadną.
118
Zasadność ekonomiczną można też oceniać w relacji do produktu narodowego brutto. Zgodnie
z tym podejściem, koszty redukcji nie powinny nadmiernie obciążać produktu krajowego brutto.
Wielkości graniczne mogą być przyjmowane na różnych poziomach. W ostatnich opracowaniach
dotyczących redukcji zanieczyszczeń przyjmowano jako graniczne wartości rzędu 0,032% lub 0,04%
PKB [10]. Przyjmując za tym opracowaniem projekcje polskiego PKB w roku 2020 na poziomie 12 738
Euro na osobę i ludność Polski 37,1 mln osób, poziom PKB w roku 2020 w Polsce można oceniać
na 472,6 mld Euro. Przy kosztach redukcji ocenianych na 4,6 mld Euro rocznie relacja do rocznego
GDP wynosi 1,0%. Można zatem oceniać, że realizacja programu, choć ekonomicznie zasadna, może
stanowić nadmierne obciążenie dla gospodarki. Stosując tę samą metodę wskaźnik ten w stosunku
do kosztów działań dodatkowych wynosi 0,00057%. Jednakże do kosztów działań dodatkowych
należałoby wliczyć działania związane z redukcją emisji prekursorów ozonu, zgodne z obowiązującym
prawem oszacowane na poziomie 1,9 mld EUR. Po uwzględnieniu kosztów wynikających z prognozy
podstawowej wskaźnik wynosi 0,4% czyli jest na wysokim poziomie stosunku do rocznego GDP.
Podsumowanie

Największe koszty zostały oszacowane dla procesów spalania w produkcji i transformacji energii
(SNAP1) ze względu na redukcję dwutlenku siarki. Duże koszty wykazują również osiągnięcie
redukcji emisji prekursorów ozonu dla procesów spalania w produkcji (SNAP3) oraz dla
zastosowania rozpuszczalników i innych produktów (SNAP6). Stosunkowo niskie koszty natomiast
są szacowane dla redukcji emisji w transporcie (SNAP7). Z kolei jednostkowa redukcja emisji
lotnych związków organicznych dla procesów kategorii SNAP6 jest najdroższym procesem;

Realizacja programu redukcji emisji ozonu w prognozie rozszerzonej zapewnia nadwyżkę korzyści
(związane ze zmniejszeniem negatywnego wpływu ozonu na zdrowie ludzi i ekosystemy) nad
kosztami rzędu 7,9 mld Euro na poziomie roku 2020. Koszt redukcji emisji dla prognozy
rozszerzonej wynosi ok. 4,6 mld Euro. Korzyści wynikające z redukcji stężeń ozonu oszacowane
są na poziomie 12,5 mld Euro rocznie;

Realizacja programu, choć ekonomicznie zasadna, może stanowić nadmierne obciążenie dla
gospodarki, co wyrażone jest zbyt wysokim udziałem kosztów redukcji w stosunku do PKB (1,0%);

Koszty działań dodatkowych są stosunkowo niskie. Roczny koszt wybranych działań kształtuje się
w wysokości około 2,7 mln Euro, co stanowi mniej niż 0,06% kosztów prognozy rozszerzonej
i 0,14% kosztów prognozy podstawowej;

Analiza kosztów i korzyści wyraźnie wskazuje, że korzyści wynikające z redukcji stężeń ozonu
są dużo wyższe niż koszty działań. Jednakże biorąc pod uwagę sytuację gospodarczą kraju oraz
fakt, że polityka rynkowa i świadomość społeczna zarówno w Unii Europejskiej jak i w Polsce nie
jest jeszcze przystosowana do pełnego uwzględniania kosztów zewnętrznych w rachunku
ekonomicznym, należy przede wszystkim rozpocząć działania mające na celu przygotowanie,
od strony prawnej oraz świadomości społecznej, do wdrażania bardziej restrykcyjnych zadań
dotyczących redukcji emisji prekursorów ozonu i do ponoszenia w związku z tym dodatkowych
kosztów. Uwzględniając duży udział kosztów w stosunku do PKB oraz dodatkowo również fakt,
119
że udział źródeł krajowych w stężeniach ozonu waha się od 20 do 50%, wdrażanie działań
ekonomicznie.
6. Wspomaganie oceny jakości powietrza, pod kątem
stężeń ozonu i jego prekursorów, poprzez opracowanie
instrukcji (podręcznika) użytkowania wybranego modelu
rozprzestrzeniania się ozonu troposferycznego
6.1. System wspomagania ocen jakości powietrza – opis ogólny
Proponuje się opracowanie i wdrożenie systemu wspomagania ocen jakości powietrza
w zakresie stężeń ozonu i jego
prekursorów. Poniżej przedstawiono główne założenia dla
funkcjonowania takiego systemu.
System składałby się z dwóch podsystemów:

krajowego – na poziomie GIOŚ;

regionalnego – na poziomie WIOŚ.
Istotne jest ich wzajemne skoordynowanie poprzez wykorzystywanie wyników jednego podsystemu
dla działania drugiego.
Podsystem krajowy
W podsystemie krajowym, do oceny jakości powietrza pod kątem stężeń ozonu i jego
prekursorów proponuje się zastosowanie modelu eulerowskiego, który w jak największym stopniu
powinien uwzględniać wpływ czynników globalnych i regionalnych na stężenia tych zanieczyszczeń
w Polsce. Przykładem takiego modelu jest GEM-AQ (Global Environmental Multiscale Air Quality
model).
Pobieranie danych wejściowych do modelu (dane geofizyczne, emisyjne, w zakresie
warunków początkowych i brzegowych) powinno odbywać się w sposób zautomatyzowany,
z wykorzystaniem istniejących już darmowych źródeł danych. W przypadku modelu GEM-AQ
definiowanie warunków brzegowych nie jest potrzebne, ponieważ jest to model globalny, co stanowi
niewątpliwą zaletę tego rozwiązania.
Konieczne jest opracowanie systemu baz emisyjnych. W tym zakresie jako bazę wyjściową
można przyjąć bazę EMEP, której uszczegółowianie odbywałoby się poprzez wykorzystanie danych
emisyjnych pochodzących z podsystemu regionalnego. Bazy te powinny być weryfikowane
i systematycznie uaktualniane, co najmniej raz w roku, dla roku n-2 (w takim układzie jest dostępna
aktualizacja baz EMEP).
Siatka obliczeniowa do modelowania w skali kraju powinna mieć rozdzielczość: 15 km*15 km.
Modelowanie w skali kraju, dla roku n-2, powinno być wykonane każdego roku – do 15 lutego.
Należy przy tym uwzględnić, że wykonanie pełnej symulacji dla całego roku w układzie godzinnym
120
zajmuje ok. 1 miesiąca. Dane z modelowania w skali kraju powinny być następnie przyjęte jako
warunki brzegowe dla modelowań wykonywanych w ramach podsystemu regionalnego (na poziomie
województw).
Na podstawie modelowania powinny zostać określone następujące parametry statystyczne:

LD_120; liczba dni w ciągu roku, w których 8 h średnia krocząca stężenia ozonu przekroczyła
3
wartość 120 μg/m ,

LD_180; liczba dni w ciągu roku, w których 1 h stężenie ozonu przekroczyło wartość 180 μg/m
3
(poziom informowania społeczeństwa),

LD_240; liczba dni w ciągu roku, w których 1 h stężenie ozonu przekroczyło wartość 240 μg/m
3
(poziom alarmowy),

AOT_40; suma różnic między godzinowymi stężeniami ozonu w warstwie przyziemnej większymi
3
3
niż 80 μg/m (= 40 ppb) a wartością 80μg/m w ciągu dnia, zebranymi w okresie od maja do lipca
każdego roku,

SOMO_35; suma średnich powyżej 35 ppb (dla 8 godzin z dnia, w czasie których obserwuje się
najwyższą wartość średniej).
Wyniki modelowania wykonanego w ramach podsystemu krajowego dostarczałyby informacji
nt. przestrzennego rozkładu stężeń ozonu i jego prekursorów na terenie kraju, pozwalając w ten
sposób zidentyfikować obszary przekroczeń dopuszczalnych norm. Podsystem powinien być również
wykorzystywany do prowadzenia dodatkowych analiz, mających na celu ocenę wpływu krajowych
źródeł emisji prekursorów ozonu oraz transgranicznego przenoszenia zanieczyszczeń na stężenia
ozonu troposferycznego w Polsce. W praktyce oznaczałoby to wykonywanie następujących symulacji:

dla kilku scenariuszy redukcji emisji z poszczególnych kategorii źródeł emisji, na obszarze kraju –
w celu oszacowania udziałów źródeł krajowych (można posłużyć się metodyką EMEP tj. założyć
redukcje emisji poszczególnych substancji o tę samą wartość);

z wyłączeniem źródeł z obszaru Polski – w celu oszacowania wpływów europejskich i światowych;

z wyłączeniem źródeł z obszaru Europy i globalnych – w celu oszacowania wpływów Polski
na Europę i świat.
Dla funkcjonowania podsystemu krajowego konieczne jest zapewnienie dodatkowego 1 - 2 etatów
w GIOŚ, w zależności od możliwości budżetowych, ilości wykonywanych symulacji. Szacuje się,
że 1/2 etatu konieczna jest dla wykonania jednej symulacji oraz 1/2 etatu należy przeznaczyć
na opiekę nad częścią informatyczną systemu.
Podsystem regionalny
Podsystem regionalny służyłby do oceny jakości powietrza pod kątem stężeń ozonu i jego
prekursorów na obszarze województw. W skład podsystemu wchodziłyby województwa, gdzie
na podstawie rocznych ocen jakości powietrza, wykonywanych w ramach Państwowego Monitoringu
Środowiska, notowane są przekroczenia standardów jakości powietrza ze względu na ozon
121
troposferyczny. Przekroczenia ozonu występują obecnie w 5 województwach: śląskim, dolnośląskim,
opolskim, wielkopolskim, mazowieckim i łódzkim. Wyniki modelowania potwierdzają występowanie
przekroczeń w wymienionych województwach. Jako kryterium przynależności danego województwa
do podsystemu regionalnego można przyjąć przykładowo występowanie przekroczeń standardów
jakości powietrza ze względu na ozon w ciągu dwóch kolejnych lat.
W podsystemie regionalnym, do oceny jakości powietrza pod kątem stężeń ozonu i jego
prekursorów proponuje się zastosowanie, podobnie jak w przypadku podsystemu krajowego, modelu
eulerowskiego, z tą jednak różnicą aby model ten dostosowany był wyraźnie do modelowania w skali
regionalnej. Przykładami takich modeli są: CAMx (Comprehensive Air quality Model with extentions),
MCCM (Mesoscale Climate Chemistry Model), CMAQ, czy CHIMERE. Nie wskazuje się wyraźnie
żadnego z ww. modeli jako właściwego dla celu projektu, dając tym samym możliwość wyboru pracy
poszczególnym WIOŚ z różnymi systemami, pod warunkiem spełnienia podstawowych kryteriów.
Zaleca się jednocześnie wzajemną wymianę doświadczeń na tym polu, a docelowo, w perspektywie
kilku lat, opracowanie szczegółowych wytycznych i dokonanie wyboru jednego modelu.
Pobieranie danych wejściowych do modelu (dane geofizyczne, emisyjne, w zakresie
warunków początkowych i brzegowych) powinno odbywać się w sposób zautomatyzowany,
z wykorzystaniem istniejących już darmowych źródeł danych (które mogą być różne, w zależności
od modelu) oraz z wykorzystaniem danych pochodzących z podsystemu krajowego, szczególnie
w zakresie warunków brzegowych.
Konieczne jest opracowanie szczegółowych baz emisyjnych dla województw (dla niektórych
województw są one dostępne), ich weryfikacja oraz uaktualnianie, co najmniej raz w roku.
Siatka obliczeniowa do modelowania w skali województwa powinna mieć rozdzielczość:
5 km*5 km.
Modelowanie w skali województw powinno być wykonane dla roku n-1 (zakłada się
wykorzystanie danych mającego powstać, zgodnie z ustawą z dnia 17 lipca 2009 r. o systemie
zarządzania emisjami gazów cieplarnianych i innych substancji, Krajowego ośrodka bilansowania i
zarządzenia emisjami) każdego roku – do 15 marca. Należy przy tym uwzględnić, że wykonanie pełnej
symulacji zajmuje ok. 1 miesiąca. Dane z modelowań wykonanych w skali województw powinny być
przesyłane do podsystemu krajowego.
Na podstawie modelowania w skali regionalnej powinny zostać określone parametry
statystyczne, analogiczne do wymienionych przy opisie podsystemu krajowego.
Wyniki modelowania wykonanego w ramach podsystemu regionalnego dostarczałyby
informacji nt. przestrzennego rozkładu stężeń ozonu i jego prekursorów na terenie województwa,
pozwalając w ten sposób zidentyfikować obszary przekroczeń standardów jakości powietrza
ze względu na ozon oraz źródła tych przekroczeń.
Dla funkcjonowania podsystemu regionalnego konieczne jest zapewnienie dodatkowego
1 etatu w WIOŚ na terenie województw objętych tym podsystemem. Szacuje się, że 1/2 etatu
122
konieczna jest dla wykonania jednej symulacji oraz 1/2 etatu należy przeznaczyć na opiekę nad
częścią informatyczną systemu.
Poniżej przedstawiono proponowany schemat funkcjonowania systemu wspomagania ocen
jakości powietrza w zakresie stężeń ozonu i jego prekursorów.
Rysunek 6.1
Ogólny zarys systemu wspomagania ocen jakości powietrza w zakresie stężeń ozonu i jego
prekursorów (opracowanie własne)
6.2. Analiza i wskazania odnośnie wyboru modelu
Wykonane w ramach niniejszego projektu studia literaturowe, analiza danych emisyjnych, dobór
siatki, rozpoznanie w zakresie dostępnych modeli rozprzestrzeniania się ozonu troposferycznego,
a także doświadczenia z przeprowadzonego modelowania, przy jednoczesnym uwzględnieniu celu
projektu pozwoliły na zdefiniowanie najistotniejszych kryteriów, jakie należy wziąć pod uwagę przy
wyborze optymalnego modelu. Model taki powinien:

być eulerowskim modelem siatkowym;

być wymieniony w co najmniej jednym podstawowym dokumencie europejskim poświęconym
modelowaniu regionalnemu COST728, AIR4EU tak, aby możliwe było przeprowadzenie obliczeń
mezoskalowych i uwzględnienie transgranicznego transportu prekursorów ozonu;

mieć udokumentowane przykłady zastosowań wraz z weryfikacją wyników wobec danych
obserwacyjnych w zakresie ozonu;
123

mieć udokumentowane przykłady zastosowania w podobnych warunkach do tych, które będą
wymagane w projekcie;

mieć dostępny kod i materiały informacyjne jednoznacznie określające zasady działania i warunki
użytkowania;

mieć krok siatki obliczeń, umożliwiający modelowanie w skali globalnej (50 km*50 km), w skali
kraju (15 km*15 km), oraz w skali regionalnej – województwa (5 km*5 km);

charakteryzować się stosunkowo niedługim czasem obliczeń (szczególnie istotne dla podsystemu
regionalnego);

zapewnić możliwość bezpośredniej konsultacji z autorami w zakresie interpretacji wyników.
Wśród modeli, które spełniają większość powyższych kryteriów można wymienić: EMEP Unified,
CAMx (Comprehensive Air quality Model with extentions), MCCM, GEM-AQ (Global Environmental
Multiscale Air Quality model), CMAQ oraz CHIMERE.
W zakresie rozdzielczości modelu, z uwagi na fakt, że nie istnieją modele do końca uniwersalne
i każdy z modeli najlepiej sprawdza się w sobie właściwej skali, proponuje się wybór modelu o szeroko
udokumentowanym zastosowaniu do symulacji procesów atmosferycznych w skali globalnej i krajowej
np. GEM-AQ. W odniesieniu do skali regionalnej można natomiast rozważyć zastosowanie takich
modeli jak: CAMx, CMAQ, MCCM czy CHIMERE.
6.3. Ocena możliwości zastosowania modelu przez GIOŚ i WIOŚ
Biorąc pod uwagę zadania wykonywane przez GIOŚ i WIOŚ w ramach Państwowego
Monitoringu Środowiska, kwalifikacje potencjalnych użytkowników, a także wyniki niniejszej pracy,
proponuje się następujące podejście do zagadnienia zastosowania modelu rozprzestrzeniania się
ozonu troposferycznego przez wymienione instytucje – zgodnie z ogólną koncepcją przedstawioną
w podrozdziale 6.1.:
1. Wykonywanie modelowania w celach diagnostycznych na poziomie krajowym
Należy podkreślić, że praca z modelem numerycznym oznacza wdrożenie skomplikowanego
kodu, wymagającego dużych mocy obliczeniowych i doświadczenia, wprowadzenie tego typu
narzędzia w GIOŚ może być utrudnione. Jak wcześniej wyjaśniono zadanie to wymaga
zapewnienia dodatkowych 1 – 2 etatów. Innym rozwiązaniem może być zlecenie zadania
jednostkom, które posiadają odnośny model i mają doświadczenie w pracy z nim. Zaletą
takiego podejścia są niższe koszty, wadą natomiast – ograniczona możliwość elastycznego
modelowania, brak kontroli nad jakością danych wejściowych oraz jakością samego
modelowania;
2. Wykonywanie modelowania w celach diagnostycznych na poziomie regionalnym
Uwarunkowania dla wykonywania modelowania na poziomie regionalnym są podobne
do opisanych przy modelowaniu na poziomie krajowym. Zadanie to wymaga zapewnienia
dodatkowego
1
etatu.
Proponowane,
zgodnie
z
ogólną
koncepcją
przedstawioną
124
w podrozdziale 6.1., podejście polegające na elastyczności w zakresie wyboru modelu,
w początkowym okresie funkcjonowania podsystemu, stwarza możliwość zdobycia szerokich
doświadczeń przez WIOŚ. Innym rozwiązaniem może być zlecenie zadania, przez niektóre
WIOŚ jednostkom dysponującym odpowiednim potencjałem naukowo-technicznym.
6.4. Kryteria wyboru modelu - uzasadnienie
W tabeli 5.1 zestawiono najważniejsze kryteria wyboru modelu, spośród modeli eulerowskich,
dla potrzeb niniejszego projektu. Kryteriom tym nadano wagi (w zakresie: 1 – 3), zróżnicowane
w zależności od poziomu podsystemu.
125
Zestawienie kryteriów wyboru modelu: A – podsystem krajowy, B – podsystem regionalny (opracowanie własne)
Tabela 6.1
Waga
Nr
Kryterium
EMEP
CAMx
MCCM
Udokumentowane zastosowanie w UE
+
+
+
+
+
+
2
Dokumentacja jednoznacznie określająca zasady działania i warunki
użytkowania
+
+
+
+
+
+
3
-
Krok siatki dla obliczeń w skali Europy – 50 km*50 km, w skali kraju –
nie większy niż 25km*25 km
-
+
+
+
+
+
IV
-
3
Krok siatki do obliczeń w skali regionalnej – 5 km*5 km
-
+
+
+/-
+
+
V
3
3
Dostępność modelu (kod źródłowy)
+
+
+
+
+
+
VI
3
3
Udokumentowane zastosowanie w Polsce w zakresie ozonu wraz z
weryfikacją wyników wobec danych obserwacyjnych
-
-
+
+
-
-
VII
2
2
Udział w projektach „model intercomparison” (np. COST 728/732)
+
+
+
+
+
+
VIII
3
3
Doświadczenie potencjalnego zespołu wykonawczego
-
+
+
+
+
-
IX
3
2
Stosunkowo niedługi czas obliczeń
+
+/-
+/-
+/-
+
+
X
3
3
Możliwość bezpośredniej konsultacji z autorami modelu (interpretacja
wyników)
-
-
-
+
-
-
13 A
12 B
17,5 A
16 B
20,5 A
20 B
23,5 A
21,5 B
19 A
18 B
16 A
15 B
A
B
I
3
3
II
2
III
Razem
GEM-AQ CMAQ CHIMERE
126
Jak wynika z przedstawionego zestawienia, model GEM-AQ posiada odpowiednie parametry
techniczne
wymagane
przez
Zamawiającego
do
wykonania
modelowania
w
skali
kraju,
z uwzględnieniem wpływu źródeł transgranicznych (europejskich, globalnych). Jego zastosowanie
daje możliwość wykonania obliczeń w stosunkowo niedługim czasie i z należytą starannością. Model
ten został przetestowany dla wielu scenariuszy globalnych, regionalnych oraz dotyczących jakości
powietrza w skali lokalnej, jednak najlepiej opisuje on zjawiska w większej skali. W skali globalnej test
został przeprowadzony dla okresu 2001-2005 na jednolitej siatce 1.5° * 1.5° (240*120 punktów siatki).
Model GEM-AQ nie wymaga doboru warunków granicznych. Innym czynnikiem wpływającym na
wiarygodność wyników uzyskiwanych przy użyciu modelu GEM-AQ jest również uwzględnienie
przenikania ozonu stratosferycznego do troposfery. W świetle przytoczonych faktów wybór modelu
GEM-AQ do prognozowania zawartości ozonu w troposferze w skali kraju wydaje się w pełni
uzasadniony. Poniżej opisano szczegółowo własności wybranego modelu wraz z podaniem szerszej
informacji o dotychczasowych jego zastosowaniach.
6.5. Wybór modelu i wnioski
Szczegółowy opis modelu GEM-AQ przedstawiono w Załączniku 1.
127
7. Podsumowanie
Podsumowując wyniki niniejszego raportu można sformułować następujące wnioski:
1. Transport transgraniczny zanieczyszczeń emitowanych poza obszarem Polski ma znaczący
udział w kształtowaniu poziomów stężeń ozonu przyziemnego na terenie kraju. Udział ten jest
różny, w zależności od rodzaju analizowanych parametrów – w odniesieniu do liczby dni
3
z przekroczeniami wartości docelowej 120 μg/m dla najwyższej z 8-godzinnych średnich
kroczących wynosi ok. 50%, a dla indeksu SOMO35 nawet ok. 80%. Podobny udział ~85%
został oszacowany dla stężenia średniego w miesiącach letnich, najmniejszy, ok. 40% – dla
AOT40. Wpływ transportu transgranicznego maleje w obszarach charakteryzujących się
wysoką emisją lokalną (ok. 10 – 25 %);
2. Działania związane z intensywnym wdrażaniem nowych technologii w produkcji oraz urządzeń
kontroli emisji prekursorów ozonu, wykraczające w znacznym stopniu poza wymagania
prawne proponowane w prognozie rozszerzonej dla Polski nie wyeliminują występowania
negatywnego wpływu ozonu na ludzi i ekosystemy. Można zatem przypuszczać, że nie
przyniosą również efektu ekologicznego współmiernego do poniesionych nakładów;
3. W stosunku do bardzo wysokich stężeń ozonu (poziomy informowania oraz alarmowe),
działania polegające na redukcji lokalnych emisji prekursorów ozonu będą efektywne,
3
w stosunku natomiast do wskaźników charakteryzujących niższe stężenia (70-120 µg/m ),
stosowane powinny być działania w skali całej Europy i w skali globalnej;
4. Prognozy emisji przyjęte dla Europy wykazywały dużo mniejsze redukcje emisji prekursorów
5. Mając na uwadze wyniki przeprowadzonych analiz, wskazujące na niewielki wpływ działań
3
prowadzonych na poziomie lokalnym na stężenia rzędu 70-120 ug/m , zasadne jest
wyłączenie stref, w których występują przekroczenia poziomu docelowego ozonu w powietrzu
z obowiązku opracowania programu ochrony powietrza, wynikającego z art. 91 ust. 5 ustawy
POŚ, na rzecz przeniesienia tego obowiązku na poziom krajowy tj. opracowania i wdrożenia
krajowego programu działań w zakresie wyeliminowania przekroczeń ponadnormatywnych
poziomów ozonu w powietrzu, w tym również poziomu celu długoterminowego. Obecnie,
zgodnie z art. 91a ustawy POŚ, osiągnięcie tego standardu jest jednym z celów wojewódzkich
programów ochrony środowiska. Krajowy program działań powinien wskazywać wytyczne w
tym zakresie dla wojewódzkich programów ochrony środowiska. Przyjęcie opisanego wyżej
podejścia wymaga wprowadzenia pewnych zmian legislacyjnych w ustawie POŚ.
6. Uwzględniając istotną efektywność działań polegających na redukcji lokalnych emisji
prekursorów ozonu w stosunku do bardzo wysokich stężeń ozonu (poziomy informowania
128
oraz alarmowe), wskazuje się na konieczność tworzenia i realizowania na szczeblu
wojewódzkim planów działań krótkoterminowych, zgodnie z art. 92 ustawy POŚ;
7. Realizacja programu redukcji emisji ozonu w prognozie rozszerzonej zapewnia nadwyżkę
korzyści (związanych ze zmniejszeniem negatywnego wpływu na zdrowie ludzi i ekosystemy)
nad kosztami rzędu 7,9 mld Euro na poziomie roku 2020. Koszt redukcji emisji dla prognozy
rozszerzonej wynosi ok. 4,6 mld Euro. Korzyści wynikające z redukcji stężeń ozonu
oszacowane są na poziomie 12,5 mld Euro rocznie;
8. Realizacja programu, choć ekonomicznie zasadna, może stanowić nadmierne obciążenie dla
gospodarki, co wyrażone jest zbyt wysokim udziałem kosztów redukcji w stosunku do PKB
(1,0%, zalecane 0,032-0,04%);
9. Biorąc pod uwagę sytuację gospodarczą kraju oraz fakt, że polityka rynkowa i świadomość
społeczna zarówno w Unii Europejskiej jak i w Polsce nie jest jeszcze przystosowana
do pełnego uwzględniania kosztów zewnętrznych w rachunku ekonomicznym, należy przede
wszystkim rozpocząć działania mające na celu przygotowanie, od strony prawnej oraz
świadomości społecznej, do wdrażania bardziej restrykcyjnych zadań dotyczących redukcji
emisji prekursorów ozonu i do ponoszenia w związku z tym dodatkowych kosztów.
Uwzględniając duży udział kosztów w stosunku do PKB oraz dodatkowo również fakt,
że udział źródeł krajowych w stężeniach ozonu waha się od 20 do 50%, wdrażanie działań
ekonomicznie.
10. Rezultaty pracy to:
a. Wybrany scenariusz działań naprawczych sprzyjający nie przekraczaniu poziomów
stężeń mających negatywny wpływ na zdrowie ludzi i ekosystemy. Scenariusz
zakłada aktywne wdrażanie obecnie obowiązującego prawa, natomiast działania
dodatkowe naprawcze powinny koncentrować się na dwóch podstawowych
aspektach. Pierwszym z nich są działania związane z promowaniem wdrażania
rozwiązań dotyczących redukcji prekursorów ozonu w skali europejskiej. Drugim
rodzajem
jest
intensywne
wspomaganie
wdrażania
obecnie
obowiązujących
przepisów, w szczególności poprzez: likwidację barier we wdrażaniu przepisów,
stworzenie
systemu
wspomagania
ocen
jakości
powietrza
SWOJP
oraz
b. Wytyczne do systemu wspomagania ocen jakości powietrza zakładające stworzenie
systemu modelowania na poziomie krajowym i regionalnym przy użyciu modeli
eulerowskich. W zakresie rozdzielczości modelu, z uwagi na fakt, że nie istnieją
modele do końca uniwersalne i każdy z modeli najlepiej sprawdza się w sobie
właściwej skali, proponuje się wybór modelu o szeroko udokumentowanym
zastosowaniu do symulacji procesów atmosferycznych w skali globalnej i krajowej np.
129
GEM-AQ.
W
odniesieniu
do
skali
regionalnej
można
natomiast
rozważyć
zastosowanie takich modeli jak: CMAQ, MCCM, czy CHIMERE, CAMx.
130
Bibliografia
[1] dr inż. J. Strużewska, Studium modelowe scenariuszy ograniczania zanieczyszczeń
atmosferycznych w lokalnych strategiach ograniczania smogu ozonowego. Grant KBN nr 3 P04G 079
22, 2004 r.
[2] Joel Schwartz and Steven F. Hayward, “Emissions Down, Smog Up. Say What?”, AEI, luty 2004 r.
[3] Europejska Agencja Środowiska (EEA) „Assessment of ground-level ozone in EEA member
countries, with a focus on long-term trends” EEA 2009 r.
[4] Communication from the Commission to the Council and the European Parliament: Thematic
Strategy on Air Pollution. COM(2005) 446 final. Commission of the European Communities, Brussels
2005 r.
[5] European Commission, DG XI, Economic Evaluation of Air Quality Targets for Tropospheric
Ozone, Final Report, November 1998r.
[6] Watkins P., Pye S., Holland M., Baseline Scenarios for Service Contract for carrying out costbenefit analysis of air quality related issues, in particular in the clean air for Europe (CAFE)
programme, AEA Technology Environment, Didcot 2005; Holland M. i in., Final Methodology Paper
(Volume 1) for Service Contract for carrying out cost-benefit analysis of air quality related issues, in
particular in the clean air for Europe (CAFE) programme, AEA Technology Environment, Didcot
2005 r.
[7] Holland M., Watkins P., Benefits Table database: Estimates of the marginal external costs of air
pollution in Europe, Version E1.02a, AEA Technology Environment, Didcot 2005 r.
[8] Holland M. i in., Methodology for the Cost-Benefit analysis for CAFÉ: Volume 1: Overview of
Metodology, Service Contract for carrying out cost-benefit analysis of air quality related issues, in
particular in the clean air for Europe (CAFE) programme, AEA Technology Environment, Didcot 2005
[9] Markus Amann M. i in.,Cost-optimized reductions of air pollutant emissions in the EU Member
States to address the environmental objectives of the Thematic Strategy on Air Pollution, International
Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), Laxenburg 2007 r.
[10] Amann M. i In., National Emission Ceilings for 2020 based on the 2008 Climate & Energy
Package, Final Version, IIASA, Laxenburg 2008
[11] Dyrektywa 2008/50/EC: DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY 2008/50/WE z
dnia 21 maja 2008 r.w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy, Dziennik
Urzędowy Unii Europejskiej L 152, 11.6.2008 r.
[12] EEA, Air pollution by ozone in Europe in summer 2006. Overview of exceedances of EC ozone
threshold values for April–September 2006, EEA Technical report No 5/2007, Kopenhaga, 2007r.
[13] Kaminski, J. W., D. A. Plummer, L. Neary, J. C. McConnell, J. Struzewska i L. Łobocki: First
application of MC2-AQ to multiscale air quality over Europe. Physics and Chemistry of the Earth, 27:
1517-1524, 2002r.
[14] Lorenc H., Laskowska A., Ceran M., Mirkiewicz M., Sasim M., Wita A., Susza w Polsce – 2006
rok, Raport Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa, 2006 r.
[15] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 3 marca 2008 r. w sprawie poziomów niektórych
substancji w powietrzu (Dz. U z 2008 r., Nr 47, poz. 281).
[16] Strużewska J., Wpływ warunków meteorologicznych na kształtowanie się podwyższonych stężeń
ozonu w dolnej troposferze, Rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, Warszawa, 2002 r.
[17] Struzewska, J.; Kaminski, J.W., Zdunek M., Cesari R, Impact of synoptic scale circulation
patterns on pollutants' distribution over Central-Eastern Europe. ACCENT Report 8.06 Air Quality in
Eastern Europe: Review of Measurement and Modelling Practices and Needs. Edited by Granier C.,
Monks P., Tarasova O., Tuncel S., Borrel P., P&PMB Consultants, 2006 r.
[18] Struzewska, J. and Kaminski, J. W.: Formation and transport of photooxidants over Europe during
the July 2006 heat wave – observations and GEM-AQ model simulations, Atmos. Chem. Phys., 8,
721-736, 2008 r.
131
[19] Strużewska J., Dobór parametryzacji procesów meteorologicznych dla systemów modelowania
jakości powietrza, w typowych sytuacjach smogowych na obszarze Polski Raport grantu MNiSW
COST/1/2007 , Warszawa, 2009 r.
[20] United Nations Economic and Social Council: Modelling and assessment of the health impact of
particulate matter and ozone, Summary report prepared by the joint Task Force on the Health Aspects
of Air pollution of the WHO/ECEH and the Executive Body, 2004 r.
[21] M. Amann i in.: RAINS REVIEW 2004,The RAINS model. IIASA, Austria, February, 2004
(materiały robocze CAFE).
[22] Inspekcja Ochrony Środowiska: Ocena stanu zanieczyszczenia powietrza w Polsce w 2002 roku
na podstawie pomiarów w sieci podstawowej; Warszawa 2003.
[23] Inspekcja Ochrony Środowiska: Ocena jakości powietrza w Polsce za rok 2003; Warszawa 2004.
[24] Inspekcja Ochrony Środowiska: Ocena jakości powietrza w strefach w Polsce za rok 2004;
Warszawa 2005.
Warszawa 2006.
Warszawa 2007.
[27] Inspekcja Ochrony Środowiska: Zanieczyszczenie powietrza w Polsce w latach 2003 – 2004;
Warszawa 2005.
[28] Inspekcja Ochrony Środowiska: Zanieczyszczenie powietrza w Polsce w latach 2005 – 2006;
Warszawa 2007.
[29] Inspekcja Ochrony Środowiska: Wybrane problemy zanieczyszczenia powietrza w Polsce w 2005
roku w świetle wyników pomiarów prowadzonych w ramach PMŚ; Warszawa 2006.
[30] J.E. Jonson i in.: Can we explain the trends in European ozone levels?; Atmospheric Chemistry
and Physics, 6, 51-66, 2006.
[31] M. Gauss i in.: Transboundary air pollution by main pollutants (S, N, O 3) and PM – Poland;
EMEP/MSC-W, 2008.
[32] P.S. Monks i in.: Review of for modelling tropospheric ozone formation and assessing impacts on
human health & ecosystems; University of Leicester / DEFRA, 2007.
[33] Materiały robocze CAFE
http://ec.europa.eu/environment/archives/air/cafe/general/keydocs.htm#methodology.
[34] N. Moussiopoulos: “Air Quality in cities”, Spinger-Verlag Berlin Heidelberg 2003 Germany.
[35] Z. Klimont, M. Amman, J. Cofała: “Estimating Costs of Controlling Emissions of VOC from
Stationary Sources in Europe”, Interim Report, IIASA 2000.
[36] S. Reis; “Costs of Air Pollution Control Analyses of Emission Control Options for Ozone
Abatement Strategies”, Spinger-Verlag Berlin Heidelberg 2005, Germany.
[37] Unified EMEP Model Description, Norwegian Meteorological Institute, 2003.
[38] http://www.mi.uni-hamburg.de/List-classification-and-detail-view-of-model-entr.567.0.html - strona
internetowa poświęcona inwentaryzacji modeli, prowadzona w ramach projektu COST 728/732.
132
Spis tabel
Tabela 2.1
Tabela 2.2
Tabela 2.3
Tabela 2.4
Tabela 2.5
Tabela 2.6
Tabela 2.7
Tabela 2.8
Tabela 2.9
Tabela 3.1
Tabela 3.2
Tabela 3.3
Tabela 3.4
Tabela 3.5
Tabela 4.1
Tabela 4.2
Tabela 4.3
Tabela 4.4
Tabela 4.5
Tabela 4.6
Tabela 4.7
Tabela 5.1
Tabela 5.2
Tabela 5.3
Tabela 5.4
Tabela 5.5
Tabela 5.6
Tabela 5.7
Tabela 5.8
Tabela 5.9
Współczynniki zmienności emisji prekursorów ozonu – miesięczne (opracowanie własne) _____ 22
Współczynniki zmienności emisji prekursorów ozonu – godzinowe (opracowanie własne) _____ 23
Pola meteorologiczne wymagane do wykonania obliczeń modelem GEM. __________________ 25
Zestaw pól charakteryzujących podłoże. _____________________________________________ 26
Lista poszczególnych dyrektyw prawa europejskiego w podziale na działania w zakresie redukcji
emisji NOx i NMLZO oraz poziomu stężeń ozonu (opracowanie własne) ____________________ 28
Wielkości emisji prekursorów ozonu dla Polski w 2006 r. wg EMEP oraz oszacowań własnych __ 38
Wielkości emisji prekursorów ozonu dla Polski w 2010 r. – prognoza podstawowa i rozszerzona
oraz zmiany emisji w stosunku do bazowej – dla 2006 r. ________________________________ 41
Wielkości emisji prekursorów ozonu dla Polski w 2020 r. – prognoza podstawowa i rozszerzona
oraz zmiany emisji w stosunku do bazowej – dla 2006 r. ________________________________ 42
Porównanie wielkości emisji dla roku 2006, wyników prognozy podstawowej „obowiązujące
prawo” dla roku 2010 oraz wartości pułapowych. _____________________________________ 46
3
Procentowy rozkład całkowitej liczby przekroczeń progu informowania społeczeństwa 180 μg/m i
3
wartości docelowej 120 μg/m w trakcie poszczególnych epizodów. _______________________ 52
Stacje monitoringowe wykorzystane w analizach ______________________________________ 54
Miary odchyleń modelowanych stężeń ozonu od obserwacji, obliczone dla okresu całego roku
2006 _________________________________________________________________________ 56
Miary odchyleń modelowanych stężeń dwutlenku azotu od obserwacji, obliczone dla okresu
całego roku 2006 _______________________________________________________________ 63
Oszacowanie udziału wpływu transgranicznego transportu zanieczyszczeń na poziomy stężeń
ozonu przyziemnego na podstawie wyników modelowania dla roku 2006 __________________ 77
Udział emisji NOx i NMLZO dla poszczególnych kategorii SNAP w gridach, w których występowały
3
3
przypadki stężeń ozonu powyżej 180 μg/m i 240 μg/m (2006 r.) ________________________ 93
Redukcje emisji w prognozach w roku 2020 oraz średnia redukcja ilości godzin z przekroczeniami
stężenia 180 μg/m3. _____________________________________________________________ 95
Oszacowanie wpływu transgranicznego transportu zanieczyszczeń na poziomy stężeń ozonu
przyziemnego (opracowanie własne) _______________________________________________ 100
Przyjęte poziomy redukcji emisji prekursorów ozonu dla poszczególnych prognoz: a –
podstawowa, b-rozszerzona (opracowanie własne) ___________________________________ 100
Procentowa wartość redukcji poziomów ozonu dla obu prognoz: a – podstawowa, b- rozszerzona
w 2020 r. (opracowanie własne) __________________________________________________ 101
Zmiany stosunku emisji NMLZO i NOx w poszczególnych prognozach: a – podstawowa, b rozszerzona w 2020 r. (opracowanie własne) ________________________________________ 103
Lista działań dodatkowych (opracowanie własne) ____________________________________ 107
Oszacowanie jednostkowych kosztów redukcji emisji dla poszczególnych kategorii SNAP
(obliczenia własne na podstawie [9]). ______________________________________________ 109
Oszacowanie jednostkowych kosztów redukcji dla poszczególnych zanieczyszczeń (obliczenia
własne na podstawie [9]). _______________________________________________________ 110
Redukcja emisji NMLZO dla Polski w okresie 2006-2020 w [Gg] (obliczenia własne na podstawie
danych z prognozy rozszerzonej) __________________________________________________ 110
Redukcja emisji NOx dla Polski w okresie 2006-2020 w [Gg] (obliczenia własne na podstawie
Redukcja emisji SO2 dla Polski w okresie 2006-2020 w [Gg] (obliczenia własne na podstawie
Oszacowanie redukcji głównych zanieczyszczeń dla Polski w roku 2020 (obliczenia własne
na podstawie danych z prognozy rozszerzonej) _______________________________________ 111
Koszty redukcji emisji w 2020 roku wg kategorii źródeł SNAP [tys. Euro] (obliczenia własne) __ 111
Koszty redukcji emisji w 2020 roku według zanieczyszczeń (obliczenia własne) _____________ 112
Szacunkowy koszt działań dodatkowych (opracowanie własne) _________________________ 113
133
Tabela 5.10 Koszty zewnętrzne wynikające z narażenia zdrowia i życia ludzi w Polsce na ozon troposferyczny
w roku 2006 (obliczenia własne) __________________________________________________ 117
Tabela 5.11 Koszty zewnętrze emisji wybranych prekursorów ozonu obliczone na podstawie wskaźników
kosztów jednostkowych emisji w Polsce (obliczenia własne) ____________________________ 118
Tabela 6.1
Zestawienie kryteriów wyboru modelu: A – podsystem krajowy, B – podsystem regionalny
(opracowanie własne) __________________________________________________________ 126
Tabela Z2.1 Nowe źródła uruchomiane po 2008r. _______________________________________________ 155
Tabela Z2.2 Istniejące źródła – (źródła pracujące w latach 2008 - 2020) ____________________________ 155
Tabela Z3.1 Odchylenie przeciętne (MBE) modelowanych stężeń ozonu od obserwacji w odniesieniu do
najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej ___________________________________________ 159
Tabela Z3.2 Odchylenie przeciętne (MBE) modelowanych stężeń ozonu od obserwacji w odniesieniu do
stężenia maksymalnego dobowego ________________________________________________ 160
Tabela Z3.3 Odchylenie średniokwadratowe (RMSE) modelowanych stężeń ozonu od obserwacji w odniesieniu
do najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej ________________________________________ 161
Tabela Z3.4 Odchylenie średniokwadratowe (RMSE) modelowanych stężeń ozonu od obserwacji w odniesieniu
do stężenia maksymalnego dobowego _____________________________________________ 163
Tabela Z3.5 Procent przypadków spełniających kryterium dokładności modelowania wg Dyrektywy
2008/50/WE w odniesieniu do najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej _________________ 164
Tabela Z3.6 Procent przypadków spełniających kryterium dokładności modelowania wg Dyrektywy
2008/50/WE w odniesieniu do stężenia maksymalnego dobowego ______________________ 165
134
Spis rysunków
Rysunek 1.1
Rysunek 1.2
Rysunek 1.3
Zobrazowanie najważniejszych rezultatów pracy _____________________________________ 7
Schemat systemu wspomagania ocen jakości powietrza ________________________________ 8
Metodyka pracy. ______________________________________________________________ 18
Rysunek 2.1
Rysunek 2.2
Rysunek 2.3
Rysunek 2.4
Siatka obliczeniowa modelu GEM-AQ ______________________________________________ 24
Udział źródeł emisji NOx, SOx, CO i NMLZO wg oszacowań własnych, dla Polski w 2006 roku. _ 39
Udział źródeł emisji NOx, SOx, CO i NMLZO dla Polski w 2020 roku – prognoza rozszerzona __ 44
Rozkład emisji NOx, i NMLZO dla kilku wybranych kategorii SNAP dla roku bazowego oraz
prognoz. _____________________________________________________________________ 45
Rysunek 3.1
Liczba dni z przekroczeniami progu informowania społeczeństwa na podstawie obserwacji
(źródło: EEA Technical report No 5/2007) ___________________________________________ 48
Liczba dni z przekroczeniami wartości docelowej 120 μg/m3 na podstawie obserwacji (źródło:
EEA Technical report No 5/2007) _________________________________________________ 48
Sytuacja meteorologiczna (ciśnienie znormalizowane, temperatura i pole wiatru)
5 i 7 maja 2006 (12 UTC); źródło: http://www.eurad.uni-koeln.de/index_e.html ___________ 49
Sytuacja meteorologiczna (ciśnienie znormalizowane, temperatura i pole wiatru) 16 i 20
czerwca 2006 (12 UTC); źródło: http://www.eurad.uni-koeln.de/index_e.html _____________ 50
Sytuacja meteorologiczna (ciśnienie znormalizowane, temperatura i pole wiatru) 8 i10 lipca
2006 (12 UTC); źródło: http://www.eurad.uni-koeln.de/index_e.html ____________________ 50
Sytuacja meteorologiczna (ciśnienie znormalizowane, temperatura i pole wiatru) 21 i 27 lipca
2006 (12 UTC); źródło: http://www.eurad.uni-koeln.de/index_e.html ____________________ 51
Lokalizacja stacji pomiarowych ozonu typu tła regionalnego i tła podmiejskiego na terenie
Polski. Źródło: http://www.eea.europa.eu/themes/air/airbase/map-stations _____________ 54
Przebiegi czasowe maksymalnego stężenia ozonu w ciągu doby w roku 2006 ______________ 59
Wykresy rozproszenia dla najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej stężeń ozonu w roku 200660
Przebiegi czasowe maksymalnego dobowego stężenia ozonu w roku 2006 na stacjach EMEP
Zingst (Niemcy) i Offagne (Belgia) ________________________________________________ 61
Wykresy rozproszenia dla najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej stężeń ozonu w roku 2006,
dla stacji EMEP w Europie Zachodniej: Zingst, Neuglobsow (Niemcy), Offagne (Belgia), Harwell
(UK)_________________________________________________________________________ 62
Przebiegi czasowe średniodobowego stężenia dwutlenku azotu w roku 2006 ______________ 64
3
Liczba godzin z przekroczeniem progu informowania społeczeństwa 180 μg/m ____________ 66
3
Liczba godzin z przekroczeniem progu alarmowego 240 μg/m _________________________ 66
3
Liczba dni z przekroczenia wartości docelowej 120 μg/m w roku 2006 (GEM-AQ) __________ 67
Indeks SOMO35 obliczony dla roku 2006 (GEM-AQ) __________________________________ 67
Indeks AOT40 obliczony dla roku 2006 (GEM-AQ) ____________________________________ 68
Liczba godzin, w których wystąpiło stężenie przekraczające próg informowania społeczeństwa
3
180 μg/m ___________________________________________________________________ 69
Liczba dni w których maksimum dobowe ze stężeń 8-godzinnych średnich kroczących
przewyższało wartość docelową 120 μg/m3 ________________________________________ 70
Indeks SOMO35 obliczony dla scenariusza bazowego 2006 i z wyłączoną emisją nad Polską;
mapy w dolnym panelu: różnica bezwzględna i procentowa pomiędzy wynikami symulacji dla
obu scenariuszy _______________________________________________________________ 71
Indeks AOT40 obliczony dla scenariusza bazowego 2006 i z wyłączoną emisją nad Polską; mapy
w dolnym panelu: różnica bezwzględna i procentowa pomiędzy wynikami symulacji dla obu
scenariuszy ___________________________________________________________________ 72
Różnica bezwzględna i procentowa stężenia średniorocznego ozonu, pomiędzy wynikami
symulacji dla obu scenariuszy ____________________________________________________ 73
Różnica bezwzględna i procentowa stężenia ozonu w poszczególnych sezonach, obliczona
pomiędzy wynikami symulacji dla obu scenariuszy ___________________________________ 75
Różnica bezwzględna i procentowa stężenia ozonu w miesiącach maju, czerwcu i lipcu,
obliczona pomiędzy wynikami symulacji dla obu scenariuszy. __________________________ 76
Rysunek 3.2
Rysunek 3.3
Rysunek 3.4
Rysunek 3.5
Rysunek 3.6
Rysunek 3.7
Rysunek 3.8
Rysunek 3.9
Rysunek 3.10
Rysunek 3.11
Rysunek 3.12
Rysunek 3.13
Rysunek 3.14
Rysunek 3.15
Rysunek 3.16
Rysunek 3.17
Rysunek 3.18
Rysunek 3.19
Rysunek 3.20
Rysunek 3.21
Rysunek 3.22
Rysunek 3.23
Rysunek 3.24
135
3
Rysunek 3.25 Liczba godzin z przekroczeniami progu informowania społeczeństwa 180 μg/m dla dwóch
scenariuszy redukcji emisji dla roku 2010a oraz dla symulacji bazowej 2006 _______________ 79
Rysunek 3.26 Indeks SOMO35 obliczony dla scenariusza redukcji emisji 2010a i symulacji bazowej 2006;
zmiana indeksu w stosunku do symulacji bazowej oraz różnica procentowa pomiędzy dwoma
wariantami ___________________________________________________________________ 80
Rysunek 3.27 Indeks AOT40 obliczony dla scenariusza redukcji emisji 2010a i symulacji bazowej 2006; zmiana
indeksu w stosunku do symulacji bazowej oraz różnica procentowa pomiędzy dwoma
wariantami ___________________________________________________________________ 81
3
Rysunek 3.28 Liczba godzin z przekroczeniami progu informowania społeczeństwa 180 μg/m dla dwóch
scenariuszy redukcji emisji dla roku 2020 oraz dla symulacji bazowej 2006 ________________ 84
3
Rysunek 3.29 Liczba dni z przekroczenia wartości docelowej 120 μg/m dla dwóch scenariuszy redukcji emisji
dla roku 2020 oraz dla symulacji bazowej 2006 ______________________________________ 85
Rysunek 3.30 Indeks SOMO35 obliczony dla dwóch scenariuszy redukcji emisji dla roku 2020; zmiana indeksu
w stosunku do symulacji bazowej oraz różnica (bezwzględna i procentowa) pomiędzy dwoma
wariantami ___________________________________________________________________ 86
Rysunek 3.31 Indeks AOT40 obliczony dla dwóch scenariuszy redukcji emisji dla roku 2020; zmiana indeksu w
stosunku do symulacji bazowej oraz różnica (bezwzględna i procentowa) pomiędzy dwoma
wariantami ___________________________________________________________________ 88
Rysunek 3.32 Zmiana stężenia ozonu przyziemnego w miesiącach letnich (czerwiec-lipeic-sierpień) dla dwóch
scenariuszy redukcji emisji dla roku 2020 w stosunku do symulacji bazowej _______________ 89
Rysunek 3.33 Zmiana stężenia średniomiesięcznego ozonu przyziemnego w lipcu dla dwóch scenariuszy
redukcji emisji dla roku 2020 w stosunku do symulacji bazowej _________________________ 90
Rysunek 4.1
Rysunek: Rozkład przestrzenny emisji NOx i NMLZO dla znaczących kategorii SNAP i wyników
3
modelowania wyrażonych jako ilość godzin z przekroczeniem 180 μg/m (2006 r.) _________ 94
Rysunek 6.1
Ogólny zarys systemu wspomagania ocen jakości powietrza w zakresie stężeń ozonu i jego
prekursorów (opracowanie własne) ______________________________________________ 123
136
Załącznik 1. Instrukcja użytkowania modelu rozprzestrzeniania się
w atmosferze ozonu i jego prekursorów
Model GEM-AQ
Globalny model chemii troposfery najnowszej generacji - GEM-AQ, został opracowany na bazie
numerycznego modelu prognoz pogody GEM (Global Environmental Multiscale Model)
eksploatowanego przez kanadyjskie centrum meteorologiczne (Côté i inni, 1998a, 1998b). W ramach
projektu MAQNet (www.maqnet.ca) model meteorologiczny został rozbudowany przez wprowadzenie
kompleksowego modułu chemii troposfery (Kamiński i inni, 2008). Model GEM-AQ może być używany
w szerokim zakresie skal przestrzennych: od globalnej do skali meso-γ. Opis transportu i procesów
fizycznych w GEM-AQ pochodzi z modelu meteorologicznego. Dynamika opisana jest zespołem
niehydrostatycznych równań Eulerowskich, pozwalających na poprawne działanie, aż do skali meso-γ.
Dyskretyzacja czasowa w odniesieniu do schematu całkowania równań dynamiki modelu jest w pełni
niejawna.
Opis formuł matematycznych modelu rozprzestrzeniania się ozonu i jego prekursorów
w powietrzu atmosferycznym
a) Dynamika modelu meteorologicznego GEM
Model korzysta ze zbioru niehydrostatycznych równań eulerowskich, które utrzymują
stosowalność modelu do skali mezo-gamma włącznie. W modelu użyto dwupoziomowej dyskretyzacji
czasowej.
Pozioma powierzchnia modelu przedstawiona jest za pomocą siatki Arakawa C (Rysunek Z1).
W pionie stosowana jest współrzędna hybrydowa sigma lub współrzędna ciśnieniowa.
Rysunek Z1. Schemat siatki Arakawa C. Pola szare oznaczają miejsca liczenia wartości termodynamicznych (T),
pola białe sładowych wiatru (U,V)
Pionowa dyfuzja pędu, ciepła, pary wodnej i zanieczyszczeń jest obliczana w pełni niejawnym
schematem opartym na bilansie kinetycznej energii turbulencji. Algorytm semi-lagranżowski
zastosowany w modelu GEM uwzględnia dyfuzję, dlatego współczynnik dyfuzji poziomej może
przyjmować niskie wartości.
Ze względu na sformułowanie układu równań dynamiki, model ten jest przystosowany do pracy
w szerokim zakresie skal (Tanguay i inni, 1990). Równania termo- i hydrodynamiki dla gazu
na powierzchni mapy, bez uwzględnienia topografii przyjmują postać:
dU
dt
fV
K
S
X
RT
q
X
Fu
(1)
137
dV
dt
fU K
S
Y
dw
dt
q
g RT
Fw
z
1
dq
dt
dT
dt
dq
T
FT
dt
S
RT
U
X
q
Fv
Y
(2)
(3)
V
Y
w
z
FT
T
(4)
(5)
dM
FM
dt
(6)
dC
dt
(7)
FC
gdzie:
X, Y, z – współrzędne przestrzenne
t – czas
S - współczynnik metryczny zależny od zastosowanej projekcji geograficznej do
zdefiniowania siatki obliczeniowej
q = ln(p0/p), U,V,w - składowe prędkości wiatru,
M – zawartość pary wodnej,
C - zawartość ciekłej wody,
f - parametr Coriolisa,
K=(U2+V2)/2- energia pseudo-kinetyczna właściwa,
T - temperatura,,
F – człon opisujący źródła i straty, odpowiednio dla poszczególnych parametrów
stałe:
g - przyspieszenie ziemskie,
R - stała gazowa dla powietrza,
= R/Cp , Cp - pojemność cieplna przy stałym ciśnieniu
b) Biblioteka parametryzacji fizycznych
Model GEM wykorzystuje opracowaną w RPN (Recherche en Prévision Numérique) bogatą
bibliotekę schematów parametryzacji procesów fizycznych (Mailhot i inni, 1998). Dostępne
alternatywne schematy zostały zebrane w tabeli Z1; w kolejnych podrozdziałach zamieszczono
dokumentację wybranych parametryzacji.
Tabela Z1. Parametryzacje procesów fizycznych biblioteki RPN
Promieniowanie
Transfer energii pomiędzy powierzchnią
ziemi i atmosferą
Turbulencja w warstwie granicznej
Długość mieszania:
Głęboka konwekcja:
Za
pasmo widzialne (Fouquart and Bonnel, 1980) i
podczerwone (Garand, 1983; Garand i Mailhot,
1990), wpływ zachmurzenia (Yu et al. 1997)
Force – restore (Deardorff 1978)
CLASS - Canadian Land Surface Scheme
ISBA - Interactions Soil-Biosphere-Atmosphere
(Noilhan i Planton,1989)
Uproszczona fizyka
Niejawny schemat dyfuzji
Warstwa graniczna pokryta chmurami (TKE, mixing
length), (Benoit et al. 1989)
sformułowanie wg. Blackadara, (Blackadar 1976)
sfomułowanie wg. Bougeault-Lacarrere (1989)
adaptacja konwekcyjna powietrza suchego
adaptacja konwekcyjna powietrza wilgotnego
(Manabe)
parametryzacja typu Kuo (5 różnych schematów)
138
Płytka konwekcja
Kondensacja – chmury warstwowe
Fale grawitacyjne
(Kuo, 1965, 1974)
parametryzacja Sundqvista (Sundqvist et al 1989,
Pudykiewicz et al. 1992)
parametryzacja Fritsch-Chappell (Fritsch-Chappell
1980)
parametryzacja Kain-Fritsch (Kain and Fritsch
1990, 1993)
parametryzacja Relaxed Arakawa-Schubert
(Arakawa-Schubert, 1974)
3 parametryzacje o różnym stopniu złożoności,
oparte o parametryzację Garand (1990)
uproszczona kondensacja izobaryczna
schemat Sundqvista
Tremblay et al., TELLUS, 1996, Tremblay & Glazer,
MON. WEA. REV., 2000. (jawny schemat
kondensacji dla fazy mieszanej)
Zhang,D.-L., 1989, TELLUS, 41A, 132-147 (jawny
schemat kondensacji dla fazy mieszanej)
Kong & Yau, 1996
o ciepły deszcz
o faza mieszana (jedna kategoria stała – lód)
o faza mieszana (dwie kategorie stałe: lód +
grad)
Uproszczony schemat podskalowego oporu
związanego z topografią
Opór fal grawitacyjnych (N.McFarlane), schemat
pół-niejawny
Wymiana podłoże - atmosfera
Celem tej parametryzacji jest określenie dolnego warunku brzegowego dla równania dyfuzji
pionowej temperatury, wilgotności i pędu oraz obliczenie zmienności czasowej parametrów
opisujących stan podłoża. Dolny warunek brzegowy dla równania turbulencyjnej dyfuzji pionowej
bazuje na założeniu ciągłości pomiędzy turbulentnymi strumieniami w atmosferze a strumieniami
od powierzchni. Powierzchniowe strumienie są obliczane na podstawie teorii podobieństwa MoninObuchowa. Procesy powierzchniowe traktowane są odmiennie nad powierzchnia lądu i nad wodą.
Nad lądem dostępne są dwa alternatywne schematy: „force-restore” i ISBA.
Metoda force-restore (Deardorff, 1978) jest parametryzacją bilansu ciepła i wilgotności
pomiędzy glebą i atmosferą, przy założeniu, że wewnątrz podłoża transfer strumieni zachodzi
w drodze procesów dyfuzji. Klasyczny schemat został zmodyfikowany i zawiera:
a) udoskonaloną parametryzację parowania i ewapotranspiracji powierzchni.
b) pokrycie śniegiem i lodem jako rodzaj powierzchni gruntu
c) procesy topnienie śniegu
Schemat ISBA (Noilhan i Planton, 1989) pozwala na obliczenie strumieni powierzchniowych
oraz ewolucji ośmiu prognostycznych zmiennych (temperatury powierzchni, temperatury gleby,
przypowierzchniowej wilgotności gleby, całkowitej wilgotność gleby, wody zatrzymywanej na pokrywie
liści roślin, zawartość wody w pokrywie śniegowej, albedo śniegu oraz względna gęstość śniegu)
a także hydrologicznego bilansu powierzchni. Dla systemu gleba-roślinność-śnieg rozpatrywane jest
jedno równanie bilansu energii, zaś wielkość transferu ciepła i masy pomiędzy powierzchnią ziemi
i atmosferą powiązana jest z uśrednionymi obszarowo temperaturą i wilgotnością gleby.
Dla wolnych od lodu powierzchni jezior i oceanów temperatura powierzchni wody jest stała
(wartości początkowe pochodzą z pól klimatologicznych lub z analizy meteorologicznej). Wilgotność
jest obliczana jako funkcja temperatury powierzchni wody, przy założeniu stanu nasycenia.
W obrębie kwadratu siatki, który może zwierać wiele typów gleb z różną pokrywą roślinną
a także pokrywę śniegową, lodową i zbiorniki wodne dokonywana jest agregacja wartości średnich
i strumieni. Schemat ISBA uwzględnia również częściowe pokrycie oczka siatki przez ląd i wodę.
W tym przypadku strumienie są liczone dla obu typów powierzchni i uśredniane (jako średnia ważona)
dla całego kwadratu siatki.
139
Turbulencja w granicznej warstwy atmosfery (GWA)
Parametryzacja granicznej warstwy atmosfery opiera się na równaniu prognostycznym
turbulentnej energii kinetycznej (Benoit et al. 1989). W celu osiągnięcia bardziej realistycznego obrazu
górnej zachmurzonej warstwy granicznej uwzględniony jest model płytkiej konwekcji dla chmur nie
dających opadu (Mailhot i inni, 1998), która traktowana jest jako przypadek szczególny turbulencji
w granicznej warstwie atmosfery.
Dyfuzja pionowa w GWA jest opisana równaniem ewolucji kinetycznej energii turbulencji
(domknięcie rzędu 1.5). Człon opisujący dyssypację jest proporcjonalny do E3/2, strumień ciepła
liczony jest w oparciu o temperaturę potencjalną, zaś człon nieliniowy jest uwzględniany wyłącznie
w przypadku obliczania długości mieszania λ według metody Bougeault-Lacarrere (1989).
Odpowiednie sformułowanie funkcji stabilności w warstwie przyziemnej pozwala
na prawidłowe traktowanie warunków konwekcji swobodnej w przypadku silnej chwiejności
i gwarantuje poprawne rozwiązania nawet dla sytuacji bezwietrznych. Dla przypadku silnie stabilnego
zakłada się, że strumienie turbulentne są zmienne z wysokością w obrębie warstwy stabilnie
stratyfikowanej (Delage i Girard (1992) i Delage (1997)). Równanie kinetycznej energii turbulencji daje
poprawne rozwiązania również w przypadku niskich wartości liczby Richardsona. Pozwala
to na wygenerowanie dostatecznej turbulencji w atmosferze swobodnej, bez zastosowania
dodatkowego schematu dyfuzji pionowej.
Człon redystrybucji w równaniu prognostycznym dla TKE, w większości przypadków
relatywnie niewielki, może mieć istotne znaczenie w sytuacjach takich jak: procesy wciągania
na szczycie konwekcyjnej warstwy granicznej lub warstwy granicznej pokrytej chmurami. Takie
sformułowanie równania pozwala zatem na większą uniwersalność schematu.
Współczynniki dyfuzji turbulencyjnej są obliczane jako funkcja kinetycznej energii turbulencji
E, długości mieszania dla statystycznie neutralnych warunków λ, oraz bezwymiarowych funkcji
stabilności φ określonych lokalnie na podstawie gradientowej liczby Richardsona Ri. Współczynnik
dyfuzji jest obliczany bezpośrednio dla parametrów dynamicznych, dla termodynamicznych zaś
wartość ta jest dzielona przez liczbę Prandtla.
KM
c
E
M ( Ri )
KT
KM
Pr
c – stała wynosząca 0.516, Pr – liczba Prandtla
Długość mieszania λ może być określona za pośrednictwem dwóch alternatywnych
sposobów:
Długość mieszania opierająca się na lokalnej liczbie Richardsona, która nie uwzględnia
efektów pionowego uwarstwienia w obrębie całej głębokości warstwy granicznej (według
sformułowania Blackadara).
Technika Bougeault – Lacarrere uwzględniająca nielokalne czynniki.
Wysokość granicznej warstwy atmosfery jest obliczana z równania relaksacyjnego postaci:
ht
he
ht
he
ht
he
ht
t
h e exp t
he
t
ht
t
gdzie:
he – równowagowa wysokość GWA
=1.5 h – współczynnik relaksacji
Dla niestabilnej warstwy granicznej wysokość równowagowa h e jest diagnozowana z profilu
wirtualnej temperatury potencjalnej, i jest definiowana jako wysokość środka pierwszej stabilnej
warstwy, liczonej od powierzchni. Dla warunków stabilnych (definiowanych według kryterium znaku
długości Monina-Obuchowa) wartość równowagowa obliczana jest na podstawie wartości parametrów
opisujących warstwę przyziemną, ze wzoru:
he
u*L
f
f – parametr Coriolisa
140
u* - prędkość szorstkości
L – długość Monina-Obuchowa
Promieniowanie słoneczne i podczerwone:
Schemat promieniowania podczerwonego (Garand, 1983; Garand i Mailhot, 1990),
uwzględnia wpływ pary wodnej, CO2, O3 i chmur. Parametry spektroskopowe pochodzą z bazy
danych HITRAN (Rothman et al. , 1987). Dla ozonu wykorzystano średnio-miesięczny klimatologiczny
rozkład (Kita i Sumi, 1986) w rozdzielczości 10 stopni szerokości, dla 37 poziomów ciśnieniowych
(aż do 0.003 mb). Stężenie CO2 jest przyjęte jako wartość stała w atmosferze i wynosi 330 ppmv lub
0.5 g/kg. Transmisyjność chmur zdefiniowana jest w każdej warstwie na podstawie modelowanej
frakcji i emisyjności chmur.
Parametryzacja promieniowania słonecznego jest określona schematem Fouquarta i Bonnela
(1980) z jednym interwałem spektralnym. Schemat uwzględnia wpływ H2O, CO2, O3 i chmur, oraz
dyfuzję i rozpraszanie Rayleigha. Uwzględniana jest również absorpcja przez ciekłą wodę w chmurach
oraz (opcjonalnie) wpływ aerozoli. Parametry opisujące interakcję z chmurami to: albedo
pojedynczego rozpraszania, współczynnik asymetrii i grubość optyczna (Yu i inni, 1997). Wszystkie
te wielkości są funkcjami wody w postaci ciekłej lub stałej (również faza mieszana) otrzymywanej
bezpośrednio z zawartości wody chmurowej lub jeśli parametr ten nie jest dostępny, obliczane
są diagnostycznie. Klimatologiczne pola stężeń aerozolu w dolnej troposferze zostały oszacowane
z rozróżnieniem występowania nad lądem i oceanem oraz w zależności od szerokości geograficznej.
W obu schematach – dla promieniowania podczerwonego i widzialnego - wartości ochładzania
atmosfery powyżej 50 mb zostały sparametryzowane i skorygowane w taki sposób ze ich suma dla
całego globu równa jest zero. Na poziomie 10mb, wartość ta dla promieniowania podczerwonego
wynosi ok. -2,5K/dzień, zaś dla promieniowania widzialnego zawiera się w granicach 0 do 6K/dzień,
w zależności od kąta padania promieni słonecznych
Procesy kondensacji
W bibliotece parametryzacji RPN istnieje kilka alternatywnych metod opisu procesów
kondensacji: uproszczony schemat kondensacji izobarycznej; schemat Sundqvista; jawny schemat
Tremblay i inni (1996); jawny schemat Hsie i inni (1984); jawny schemat mikrofizyki Kong i Yau (1997).
Uproszczona kondensacja izobaryczna oblicza tendencje temperatury i wilgotności właściwej
związane z wielkoskalowymi opadami atmosferycznymi. Nie występuje w nim akumulacja wody
i śniegu w chmurze. W warstwach przesyconych „nadwyżka” wilgotności właściwej jest dodawana
do strumieni deszczu i śniegu obliczanych dla danej warstwy. Parowanie, kondensacja lub topnienie
mogą wpływać na dywergencję strumieni opadów atmosferycznych.
Schemat wody chmurowej Sundqvista opisuje procesy warstwowej i konwekcyjnej
kondensacji. Obliczania obejmują:
Parametryzację warstwowej kondensacji
Zmiany temperatury i wilgotności związane z procesami konwekcji
Parametryzację powstawania opadów atmosferycznych
Schemat jawny Tremblay et al. (1996) oblicza zmiany temperatury, wilgotności związane
z procesami mikrofizycznymi oraz z ciekłym i stałym opadem atmosferycznym. Diagnostycznie
obliczana jest całkowita ilość produktów kondensacji, frakcja chmur i ilość ciekłego opadu
atmosferycznego, który powstał wskutek topnienia fazy mieszanej.
Parametryzacja według Hsie et al. (1984) oblicza zmiany temperatury, wilgotności, wody/lodu
chmurowego oraz wody opadowej/śniegu związane z jawną kondensacją pary wodnej i parowaniem
wody chmurowej/lodu chmurowego lub wody opadowej/śniegu. Schemat ten rekomendowany jest dla
modeli wysokiej rozdzielczości.
Dostępne są również trzy warianty parametryzacji według Kong i Yau (1996):
jawny schemat ciepłego deszczu, jawny schemat dla fazy mieszanej, w którym prognozowana jest
tylko jedna kategoria kondensatu fazy stałej (lód) oraz jawny schemat dla fazy mieszanej w którym
prognozowane są dwie kategorie kondensatu fazy stałe: lód/grad
Parametryzacja pokrywy chmurowej jest ściśle zależna od sposobu obliczania warstwowej
i konwekcyjnej kondensacji. W modelu GEM występują dwa schematy semi-prognostyczne bazujące
na zawartości obliczonej prognostycznie wody chmurowej.
141
Chmury warstwowe skali siatki
Główne cechy tego schematu wynikają ze parametryzacji kondensacji Sundqvista, który
prognozuje w sposób jawny zawartość wody chmurowej w chmurach warstwowych. Frakcja chmur
warstwowych jest wielkością prognostyczną ponieważ zgodnie z formułą zaczerpniętą z domknięcia
Sundqvista jest powiązana z wilgotnością względną. Powstawanie wody chmurowej i opadu
atmosferycznego jest zależne od frakcji chmur i ich ewolucji w czasie. Frakcja chmur głębokiej
konwekcji obliczana przez schemat typu KUO pozostaje niezmienna, a woda chmurowa w tym
procesie jest obliczana diagnostycznie i dodawana do wody chmury zawartej w chmurach
warstwowych, celem uzyskania całkowitej wody chmurowej. Jednakże, w przypadku tej metody
obliczania wody chmurowej, nie jest spełniona zasada zachowania wilgotności.
Chmury warstwowe i konwekcyjne
Główną cechą tego schematu jest powstawanie wody chmurowej i chmur warstwowych
i konwekcyjnych według schematu parametryzacji Sundqvista. Diagnostycznie liczna frakcja chmur
konwekcyjnych, wraz z ogólną wodą ciekłą (przed podziałem tej wielkości na wodę chmurę i wodę
opadową), jest dostarczana ze schematu głębokiej konwekcji. Obecność głębokiej konwekcji nie
wyklucza powstawania chmur warstwowych, jakkolwiek znacznie ogranicza ich wzrost. W celu
uzyskania płynności zmian chmur w ogólnym zachmurzeniu zakłada się, iż ogólne zachmurzenie
nigdy nie jest mniejsze niż byłoby w przypadku braku głębokiej konwekcji
c) Procesy chemiczne
Moduły jakości powietrza wprowadzane są on-line do modelu meteorologicznego. Obecnie
posiada on 35 transportowanych adwekcyjnie i 15 nie podlegających transportowi ze względu
na krótki czas życia związków gazowych. Transport substancji chemicznych wywołany cyrkulacją
liczony jest przy użyciu semi-lagrangeowskiego schematu adwekcji, wywodzącego się z modelu GEM.
Mechanizm opisujący właściwości chemiczne fazy gazowej w modelu GEM-AQ oparty jest
na modyfikacji modelu ADOM (Acid Deposition and Oxidants Model (Lurmann i inni, 1986). Model ten
został rozszerzony o 4 dodatkowe związki (CH3OOH, CH3OH, CH3O2, CH3CO3H) i 22 reakcje.
Zmodyfikowany mechanizm zawiera 50 związków, 116 chemicznych i 19 fotochemicznych reakcji.
Obliczenie trójwymiarowych pól stężeń jest osiągane poprzez rozwiązanie układu równań
zachowania masy dla każdej z modelowanych substancji chemicznych. Równanie takie
wykorzystywane w GEM-AQ ma postać:
C
t
VC
Kh C
Pchem
Lchem
E
C
t
dry
(8)
gdzie:
C- stężenie substancji chemicznej,
V - wektor prędkości wiatru,
Kh - współczynnik pionowej dyfuzji turbulencyjnej,
Pchem, Lchem - produkcja i straty substancji wskutek procesów chemicznych,
E - zmiana stężenia substancji w jednostce czasu wywołana emisją,
C
t dry
- straty wskutek suchej depozycji.
Adwekcja i dyfuzja pionowa substancji chemicznych jest liczona wewnątrz GEM zgodnie
z algorytmem używanym do adwekcji i dyfuzji dla pary wodnej – wykorzystany został schemat semilagranżowski. Dla niektórych substancji chemicznych wymagane są obliczenia dodatkowych wielkości
tj. prędkość depozycji suchej, współczynniki fotolizy.
Do rozwiązania układu równań reakcji chemicznych GEM-AQ wykorzystuje niejawny schemat
Newtona dla wszystkich substancji. Porównanie wyników solvera chemicznego zaimplementowanego
w GEM-AQ z dokładnym rozwiązaniem uzyskanym ogólnie stosowaną metodą Geara (Gear, 1971)
wykazuje błąd nie większy niż 5% dla substancji z krótkim czasem życia i mniejszy niż 2% dla reszty
związków (Plummer, 1999).
142
Efekty emisji i suchej depozycji są traktowane jako zmieniające się warunki brzegowe
równania dyfuzji. Prędkość suchej depozycji liczona jest z modelu wielokrotnego oporu „dużego liścia”
(Padro i inni, 1991) , który zakłada istnienie 15 typów pokrycia terenu, a ponadto uwzględnia pokrywę
śnieżną. Mokra depozycja dla związków w fazie gazowej jest uproszczona, ponieważ model posiada
tylko uproszczoną reakcję utleniania SO2 do siarczanów.
II Opis wymaganych baz danych i sposób ich tworzenia, archiwizacji oraz sposób
pozyskiwania danych
Meteorologiczne warunki początkowe są dostarczone do modelu w postaci trójwymiarowych
pól geopotencjału, temperatury, poziomych składowych prędkości wiatru oraz wilgotność właściwej
(tabela Z2). Dane te mogą być zakodowane w formacie netCDF lub BURP.
Początkowe dane meteorologiczne dla obliczeń modelem GEM są uzyskiwane z Kanadyjskiego
Centrum Meteorologicznego (CMC – Canadian Meteorological Centre):
 http://collaboration.cmc.ec.gc.ca/science/rpn.comm/wiki/doku.php?id=data_query
 http://www.weatheroffice.gc.ca/grib/High-resolution_GRIB_e.html - dane te są darmowe, ale
wymagają podpisania porozumienia (licencji) z Environment Canada.
Model wykorzystywać też może dane meteorologiczne z amerykańskiego Krajowego Centrum
Prognoz Środowiskowych NCEP (National Center for Environmental Prediction). Dane te, uzyskiwane
z http://www.emc.ncep.noaa.gov/data/, są kodowane w formacie GRIB i są darmowe.
Tabela Z2. Pola meteorologiczne wymagane do wykonania obliczeń modelem GEM
Pole meteo
Ciśnienie
Temperatura
Wilgotność względna
Geopotencjał
Składowe wektora wiatru
Jednostki
hPa
Stopnie C
%
Deka metry
Węzły
2D
3D
3D
3D
3D
Wymiar pola
Na powierzchni ziemi
Na poziomach
hybrydowych lub
stałego ciśnienia
Dane dotyczące rzeźby oraz użytkowania terenu (dane geofizyczne) są uzyskiwane przy
zastosowaniu narzędzia i baz danych GenGeo.– jest to interaktywna strona sieciowa:
http://collaboration.cmc.ec.gc.ca/science/rpn.comm/cgi-bin/geodata.php. Należą do nich szorstkość
terenu, albedo, temperatura gleby, pokrywa śnieżna oraz topografia terenu. Szorstkość terenu zależy
od topografii oraz rodzaju upraw.
Tabela Z3. Zestaw pól charakteryzujących podłoże
Wielkości niezależne od czasu
 średnia wysokość terenu
 maska ląd / morze
 szorstkość podłoża
Wielkości zależne od czasu uzyskiwane z analizy danych
klimatologicznych, lub z interpolacji danych pomiarowych:
 temperatura powierzchni (lądu i morza)
 temperatura gleby
 wilgotność gleby
 pokrycie śniegiem
 pokrycie lodem
 albedo
III Określenie ekonomiki obliczeniowej
pozyskiwanie wymaganych danych wejściowych
W zależności od typu scenariusza dane meteorologiczne z NCEP, jak też dane geofizyczne
i klimatologiczne są darmowe. Dane meteorologiczne z modeli prognoz pogody większej
rozdzielczości (np. ICM, IMGW) można zakupić – koszt uzależniony byłby od ilości niezbędnych
danych. Analizy meteorologiczne można także kupić z Europejskiego Centrum Prognoz
Średnioterminowych (ECMWF).
143
Dane emisyjne są udostępniane za darmo.
koszt obliczeń modelowych w zestawieniu z kosztami pomiarów bezpośrednich
Koszt modelowania jest trudny do oszacowania, ponieważ uzależniony jest od celu
modelowania, a co za tym idzie sposobu konfiguracji modelu i czasu obliczeniowego.
Należy podkreślić że modelowania nie można traktować jako alternatywy dla pomiarów jakości
powietrza. Pomiary stężeń zanieczyszczeń są konieczne do weryfikacji warunków początkowych
symulacji i do oceny sprawdzalności modelu.
koszty oprogramowania i sprzętu komputerowego
kod modelu udostępniany jest nieodpłatnie
kompilator – 5000 PLN
komputer – od 200 000 do 2 milionów PLN w zależności od typu obliczeń tj. rozdzielczości poziomej
i pionowej modelowanych scenariuszy
koszt licencji i jej warunki oraz ewentualnego wsparcia technicznego ze strony producenta lub
dostawcy
- licencja modelu jest darmowa
- warunki licencji:
Model meteorologiczny GEM może być pozyskany ze strony internetowej RPN.COMM prowadzonej
przez Kanadyjską Służbę Meteorologiczną (MSC - Meteorological Service of Canada, Department
of Environment).
Link do strony internetowej: http://collaboration.cmc.ec.gc.ca/science/rpn.comm/
Wgląd do strony internetowej uzyskuje się poprzez uzyskanie kodu dostępu, który jest automatycznie
wysłany po dokonaniu rejestracji.
Warunki korzystania z modelu
Użytkownik modelu GEM musi zaakceptować warunki licencji wymagane przez władze kanadyjskie.
Warunki te obejmują m.in.:
 zakaz komercyjnej sprzedaży modelu stronie trzeciej,
 brak roszczeń ze strony użytkownika do gwarancji oraz wsparcia technicznego (szkolenia,
konsultacje, nowe wersje, modyfikacje kodu),
 konieczność umieszczania informacji o pochodzeniu modelu (Environment Canada)
we wszelkich publikacjach wykorzystujących wyniki modelu,
 zakaz posługiwania się nazwą „Environment Canada” w działaniach o charakterze
marketingowym.
Kod źródłowy modelu GEM-AQ (część chemiczna) wraz z dokumentacją może być pozyskany
z Uniwersytetu York w Kanadzie. Zgodnie z danymi podanymi na stronie internetowej COST 728/732
osobą odpowiedzialną za udostępnianie kodu na życzenie użytkownika jest dr Alex Lupu
([email protected]). Kod jest udostępniany wg tej samej licencji co model meteorologiczny
z Environment Canada.
IV Sposób przedstawienia wyników z modelowania
Narzędzia do wizualizacji i przetwarzania zbiorów w standardzie RPN są dostępne na stronie
http://collaboration.cmc.ec.gc.ca/science/si/eng/si/utilities/utilities.html
V Zakres stosowalności
Model GEM-AQ został użyty do analizy i prognozowania chemii troposfery w skalach
od lokalnej (rozdzielczość 1km i 2.5km), regionalnej (15km) do globalnej (150km). Meteorologiczny
model GEM jest modelem operacyjnym kanadyjskiej służby meteorologicznej dla skali globalne,
regionalnej i lokalnej. Wyniki tego modelu są codziennie weryfikowane w/g zasad WMO (World
Meteorological Organization).
W ramach akcji COST ES0602S modelem GEM-AQ jest liczona semi-operacyjna prognoza
jakości powietrza dla obszaru Polski i Europy Środkowej Wyniki modelowania są dostępne na stronie
www.ekoprognoza.pl.
144
Skala lokalna
Struzewska J., Vertical transport and PBL development during ECOMPTE campaign (IOP2) –
modelling exercise results, 2-4.02.2005, Marsylia, Francja , Proceedings of the 6th ESCOMPTE
Workshop, 218 – 222, 2005, Edited by B. Cros and P. Durand.
Struzewska J. ESCOMPTE Modelling Exercise – contribution of GEM-AQ / MC2-AQ modelling
system, Newsletter of the Multiscale Air Quality Modelling Network; Volume 3, Issue 6, 2 – 7, 2005,
ISSN 1710 – 1417
Struzewska J., Kaminski J.W., Impact of Stratospheric Intrusion On The Ozone Budget Within The
Boundary Layer During The Escompte Campaign (IOP2a), The Changing Chemical Climate of the
Amosphere, First ACCENT Symposium, 12 – 16.09.2005, Urbino, Włochy, p. 196, Published by
ACCENT Secretariat, Urbino, Italy, September 2005
Struzewska, J.; Kaminski, J.W.; Neary L., The impact of vertical transport on free troposphere
composition during ESCOMPTE field experiment, IOP2 MC2-AQ model simulations. Geophysical
Research Abstracts, Vol.7, p. 1121, European Geosciences Union, 2005, ISSN 1029 - 7006
Kaminski, J.W., J. Struzewska, J.C. McConnell, L. Neary, High resolution air quality simulations with
GEM-AQ – model evaluation for Escompte, 8th International Global Chemistry conference,
Christchurch, New Zealand, 4-9th September, 2004.
Lobocki, L. , J. W. Kaminski , J. Struzewska , and M. Zdunek, Application of the GEM–AQ model to air
pollution studies in the project 'From Toxic Emissions to Health Effects' in Krakow, 2005: evaluation
of meteorological simulations, Submitted to ACPD, July 2008.
Lobocki, L., J. Struzewska, M. Zdunek, J. Kaminski, Multiscale air quality modelling for the health
effects of an air pollution integrated project in Krakow, Poland 2005, Proceedings NATO/CCMS
International Technical Meeting on Air Pollution Modelling and its Application, Leipzig, Germany, 2006.
Lobocki L., Struzewska J., Zdunek M., Kaminski J., Lupu A., Neary L., Multiscale Air Quality Modelling
for the Health Effects of Air Pollution Integrated Methodology Project in Kraków, Poland 2005;
ACCENT Report 8.06 Air Quality in Eastern Europe: Review of Measurement and Modelling Practices
and Needs. Edited by Granier C., Monks P., Tarasova O., Tuncel S., Borrel P., P&PMB Consultants,
2006
Steyn, D., B. Ainslie, J.W. Kaminski, J.C. McConnell, A. Martilli, and L. Neary, The use of mesoscale
atmospheric circulation types as a strategy for modeling long-term trends in air pollution, Proceedings
NATO/CCMS International Technical Meeting on Air Pollution Modelling and its Application, Aveiro,
Portugal, 2007.
Kaminski, J., L. Neary, A. Lupu, J. McConnell, J. Struzewska, M. Zdunek, L. Łobocki, High resolution
air quality simulations with MC2-AQ and GEM-AQ. Air Pollution Modeling and its Application XVII,
Edited by Borrego C.; Norman, A-L, 2006, ISBN: 0-387-28255-6.
Modelowanie jakości powietrza w skali regionalnej
Struzewska, J. and Kaminski, J.W.: Formation and transport of photooxidants over Europe during the
July 2006 heat wave - observations and GEM-AQ model simulations, Atmos. Chem. Phys., 8, 721736, 2008.
Struzewska, J. and J. W. Kaminski, Observed and modelled seasonal and interannual variability
of atmospheric pollutants over Europe, 2nd ACCENT Symposium, Urbino, July, 2007.
Struzewska J., Kaminski J., Long term analysis of surface ozone from EMEP station and comparison
with GEM-AQ, Geophysical Research Abstracts vol. 9, SRef-ID: 1607-7962/gra/EGU2007-A-05795,
European Geosciences Union, 2007.
Kaminski, J.W., L. Neary, J. Struzewska and J. C. McConnell, Multiscale Atmospheric Chemistry
Modelling with GEMAQ,, COST-728/NetFAM workshop on "Integrated systems of meso-
145
meteorological and chemical transport models" Danish Meteorological Institute, Copenhagen, May
2007
Struzewska, J., J.W. Kaminski, M. Zdunek, R. Cesari, Impact of synoptic scale circulation patterns on
pollutants' distribution over Central-Eastern Europe. ACCENT Report 8.06 Air Quality in Eastern
Europe - A review of Measurement and Modelling Practices and Needs, Eds. Granier C., Monks P.,
Tarasova O., Tuncel S., Borrel P., December 2006.
O’Neill, N. T., M. Campanelli, A. Lupu, S. Thulasiraman, J. S. Reid, M. Aube, L. Neary, J.W. Kaminski.
J.C. McConnell, Optical evaluation of the GEM-AQ air quality model during the Quebec smoke event
of 2002: performance criteria for extensive and intensive optical variables, Atmos. Envir., 40, 37373749, 2006.
Cesari R, A. Lupu, J. Struzewska, J.W. Kaminski, L. Lobocki, L. Neary, M. Zdunek, Impact of forest
fires over Ukraine and Belarus (2002) on Air Quality over Central and Eastern Europe, European
Aerosol Conference 28.08-2.09.2005, Ghent, Belgium.
Cesari, R., A. Lupu , J. Struzewska, J.W. Kaminski, L. Lobocki, L. Neary, and M. Zdunek, Modelling
dispersion of smoke from wild fires in Ukraine and Belarus, ACCENT Symposium, Urbino, 2005.
Modelowanie chemii troposfery w rejonach arktycznych
Toyota, K., J. C. McConnell, L. Neary, A. Lupu, J. W. Kaminski, J. Jarosz, S.-L. Gong, R. Kwok,
K. Anlauf, T. Kikuchi, A., Richter, C. A. McLinden, Simulating Arctic bromine explosion and surface
ozone depletion with the GEM-AQ model, AGU, San Francisco, 10-14 Dec, 2007.
Kaminski, J.W., A. Lupu, L. Neary, J.C. McConnell, D. Chartrand, GEM-AQ simulation of Arctic air
quality – BrO and Hg transport and chemistry, 8th International Global Chemistry conference,
Christchurch, New Zealand, 4-9th September, 2004.
Skala globalna
Kaminski, J.W., L. Neary, J. Struzewska, J.C. McConnell, A. Lupu, J. Jarosz, K. Toyota, S.L. Gong,
X. Liu, K. Chance, and A. Richter, GEM-AQ, an on-line global multiscale chemical weather modelling
system: model description and evaluation of gas phase chemistry processes. Atmos. Chem. Phys., 8,
3255-3281, 2008
Modelowanie POP
Gong S., P. Huang, T. Zhao, L. Sahsuvar, L. Barrie, J. Kaminski, Y. Li, and T. Niu, GEM/POPs:
A Global 3-D Dynamic Model for Semi-volatile Persistent Organic Pollutants 1. Model description and
evaluations, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 7, 3397 – 3422, 2007.
Huang P., Gong S.L., Zhao T.L., Neary L., Barrie L.A., GEM/POPs: a global 3-D dynamic model for
semi-volatile persistent organic pollutants - Part 2: Global transports and budgets of PCBs, Atmos.
Chem. Phys., 7 (15): 4015-4025 2007
GEM-AQ jest używany w międzynarodowym projekcie HTAP (Hemispheric Transport of Air Pollution)
Fiore, A.M., F. J. Dentener, O. Wild, C. Cuvelier, M. G. Schultz, P. Hess, C. Textor, M. Schulz,
R. Doherty, L. W. Horowitz, I. A. MacKenzie, M. G. Sanderson, D. T. Shindell, D. S. Stevenson,
S.Szopa, R. van Dingenen, G. Zeng, C. Atherton, D. Bergmann, I. Bey, G. Carmichael, B. N. Duncan,
G. Faluvegi, G. Folberth, M. Gauss, S. Gong, D. Hauglustaine, T. Holloway, I. S. A. Isaksen,
D. J. Jacob, J. E. Jonson, J. W. Kaminski, T. J. Keating, A. Lupu, E. Marmer, V. Montanaro, R. Park,
G. Pitari, K. J. Pringle, J. A. Pyle, S. Schroeder, M. G. Vivanco, P. Wind, G. Wojcik, S. Wu, A. Zuber,
Multi-model estimates of intercontinental source-receptor relationships for ozone pollution, submitted
to Journal of Geophysical Research, 2008.
Sanderson, M. G., F. J. Dentener, A. M. Fiore, C. Cuvelier, T. J. Keating, A. Zuber, C. S. Atherton,
D. J. Bergmann, T. Diehl, R. M. Doherty, B. N. Duncan, P. Hess, L. W. Horowitz, D. J. Jacob, J.E. Jonson, J. W. Kaminski, A. Lupu, I. A. MacKenzie, E. Mancini, E. Marmer, R. Park, G. Pitari,
M. J. Prather, K. J. Pringle, S. Schroeder, M. G. Schultz, D. T. Shindell, S. Szopa, O. Wild, and P.
146
Wind, A multi-model study of the hemispheric transport and deposition of oxidised nitrogen,
Geophysical Research Letters, 35, L17815, doi:10.1029/2008GL035389, 2008.
Shindell, D. T., H. Teich, M. Chin, F. Dentener, R. M. Doherty, G. Faluvegi, A. M. Fiore, P. Hess,
I. A. MacKenzie, M. G. Sanderson, M. G. Schultz, M. Schulz, D. S. Stevenson, C. Textor, O. Wild,
D. J. Bergmann, H. Bian, C. Cuvelier, B. N. Duncan, G. Folberth, L. W. Horowitz, J. Jonson,
J. W. Kaminski, E. Marmer, R. Park, K. J. Pringle, S. Schroeder, S. Szopa, T. Takemura, G. Zeng,
T. J. Keating, and A. Zuber, A multi-model assessment of pollution transport to the Arctic, Atmos.
Chem. Phys. 8, 5353-5372, 2008.
Ogólne modelowanie chemii planetarnej oraz porównania z obserwacjami
Lupu, A., J. W. Kaminski, L. Neary, J. C. McConnell, K. Toyota, C. P. Rinsland, P. F. Bernath,
K. A. Walker, C. D. Boone, Y. Nagahama, K. Suzuki, Hydrogen cyanide in the upper troposphere:
GEM-AQ simulation and comparison with ACE-FTS observations, Atmos. Chem. Phys., 9, 4301-4313,
2009.
Buontempo, C., J. Jiang, J.C. McConnell, J.W. Kaminski, L. Neary, A. Lupu, Clouds and water in the
tropical tropopause layer: a comparison between satellite data and GEM-AQ simulations, EGU,
Vienna, April 2005.
Kaminski, J.W., L. Neary, A. Lupu, C. Buontempo, J.C. McConnell, U. Lohmann, G.B. Lesins, Program
for study of the potential impact of aviation emissions including aerosols on the upper troposphere
lower stratosphere region using GEM-AQ, COST723 workshop on Cirrus clouds and supersaturation,
11-12th October, 2004
Daerden, F. , C. Verhoeven, D. Fonteyn, D. Moreau, N. Larsen, A. Akingunola, J.W. Kaminski, J.C.
McConnell, Detailed modeling of Martian ice clouds in the aphelion cloud belt, submitted to Advances
in Space Research, October 2000.
VI Wymagania sprzętowe
Wymagania techniczne na rok 2009:
Kod źródłowy modelu GEM-AQ napisany jest w języku FORTRAN. W celu uzyskania
programu komputerowego działającego w systemie operacyjnym Linux lub Unix należy wykonać
kompilację przy użyciu kompilatora FORTRAN 90 firmy Intel lub Portland (The Portland Group, Inc.)
Model może być uruchomiony na klastrach wieloprocesorowych (procesory Intel lub AMD)
oraz komputerach SGI, NEC SX-series, IBM Power Servers. Jest zalecane aby ilość procesorów
wynosiła co najmniej 16 w architekturze jednej lub dwóch płyt głównych połączonych za pomocą
InfiniBand Architecture. Szybkości procesorów powinna wynosić około 3 GHz (Intel). Ilość procesorów
i ich szybkość ma bezpośredni wpływ na wymagany czas obliczeń. Model GEM-AQ skaluje się liniowo
– prędkość obliczeń jest liniowo odwrotnie proporcjonalna do ilości procesorów.
Obliczenia były wykonywane na 16-sto procesorowym klastrze firmy TYAN Trasport VX50
o następujących danych technicznych:
 8xOpteron 8212 (Dual Core)
 pamięć operacyjna 32 GB RAM
 4 dyski 300 GB w macierzy RAID 5 na kontrolerze 3ware.
 System operacyjny - Linux
Koszt komputera wynosił około 65 000 PLN bez VAT w I kwartale 2007.
VII Przykłady obliczeń „krok po kroku”
Opis w języku angielskim znajduje sie na stronie:
http://collaboration.cmc.ec.gc.ca/science/rpn/gem/gemdm/gemdm.html
Model może być uruchamiany interaktywnie w systemie Linux. Każdorazowo należy upewnić
się że zmienna środowiskowa $gem istnieje i jest poprawnie zdefiniowana.
147
Celem uruchomienia modelu należy stworzyć katalog roboczy (w swoim katalogu domowym,
nazwa katalogu może być dowolna) aby następnie utworzyć w tym katalogu pliki wykonywalne.
linux 1% mkdir gem_aq
linux 2% cd gem_aq
W katalogu roboczym należy otworzyć nowy eksperyment używając komendy
"ouv_exp"
linux 3% ouv_exp
(aby otworzyć domyślny eksperyment należy wcisną klawisz “ENTER”. Powyższa
komenda utworzy w katalogu roboczym ukryty plik o nazwie '.exper_cour' oraz
podkatalog RCS)
Następnie tworzy się podkatalogi w których przechowywany będzie skompilowany kod
modelu (*.o)
linux 4% mkdir malibLinux
W katalogu roboczym należy utworzyć plik Makefile używając komendy
linux 5% r.make_exp (zobacz: etagere utilities)
W przypadku gdy wykonujemy powtórną kompilację trzeba usunąć pliki powstałe
po poprzedniej kompilacji z podkatalogu malibLinux:
linux 6% make clean
Kompilacja kodu wykonywana jest komendą
linux 7% make objloc
Po poprawnej kompilacji pliki wykonywalne tworzy się komendą
linux 8% make gem
Po utworzeniu plików wykonywalnych w katalogu roboczym należy utworzyć dwa
podkatalogi
linux 9% mkdir process
linux 10% mkdir output
Oprócz poprawnej konfiguracji katalogu roboczego zawierającego wymagane
podkatalogi oraz pliki wykonywalne modelu wygenerowane dla konkretnej maszyny
obliczeniowej, konieczne są dwa pliki konfiguracyjne:
 gem_settings.nml (m.in. liczba procesorów, definicja siatki obliczeniowej,
okres symulacji i krok czasowy, konfiguracja parametryzacji fizycznych, lista
modelowanych substancji chemicznych)
 outcfg.out (sposób zapisu wyników modelu – m.in. obszar, interwał czasowy
kolejnych zachowywanych zbiorów, lista zmiennych). Przykładowe zbiory
można skopiować z $gem/run_configs/dbg1
linux 11% . r.sm.dot gem_aq
linux 12% cp $gem/run_configs/dbg1/gem_settings.nml .
linux 13% cp $gem/run_configs/dbg1/outcfg.out .
148
Uruchomeinie modelu odbywa się w dwóch etapach:
Przetwarzanie wstępne realizowane jest poprzez program gemntr
linux 14% runent > out_gemntr
Moduł ten wczytuje oraz interpoluje dane wejściowe - początkowe warunki
meteorologiczne (nazwa zbioru jednoznacznie definiuje czas startowy dla symulacji),
pola geofizyczne (generowane poprzez interfejs GenGeo), pola klimatologiczne
Jeśli skrypt runent zawiera wyłącznie komendę ‘. r.call.dot Um_runent.sh’ model
wykorzystuje domyślne zbiory zawarte w bibliotekach modelu. Istnieje też możliwość
uruchomienia modelu ze zbiorami przygotowanymi przez użytkownika:
Um_runent.sh -climato nazwa-zbioru-klimatologia -geophy nazwa-zbioru-geofizyczne anal nazwa-zbioru-meteo
> out_gemntr
Głowny program wykonuje się poprzez uruchomienie skryptu Um_runmod.sh (lub
'runmod')
linux 15% runmod > out_gempp
Wyniki symulacji zachowywane są w podkatalogu output lub output/casc w postaci
zbiorów zakodowanych w standardzie RPN, przy czym dla danego archiwizowanego
kroku czasowego pojedynczy zbiór zawiera obliczenia realizowane na jednym
procesorze. W przypadku obliczeń wieloprocesorowych konieczne jest połączenie
zbiorów, co wykonywany jest skryptem
linux 16% d2z -rep output -nbf num-proc
(gdzie num-proc jest liczbą procesorów użytych w czasie obliczeń lub liczbą plików
które mają zostać połączone). Skrypt 'd2z' wykorzytuje program 'bemol2000'.
Narzędzia do wizualizacji i przetwarzania zbiorów w standardzie RPN są dostępne
na stronie http://collaboration.cmc.ec.gc.ca/science/si/eng/si/utilities/utilities.html
VIII Wady i zalety modelu GEM-AQ;
Zalety:
model jakości powietrza najnowszej generacji
nowoczesna architektura modelu umożliwia obliczenia na maszynach wieloprocesorowych
model meteorologiczny jest uznawany za jeden z najlepszych modeli prognoz pogody na świecie
model globalny nie wymaga dostarczania warunków brzegowych
model typu on-line pozwala uniknąć błędów obliczeniowych związanych z interpolacją danych
meteorologicznych
konfiguracja siatki w zmiennej rozdzielczości lub zastosowanie modelu ograniczonego obszaru
LAM umożliwia elastyczny dobór rozdzielczości i obszaru modelowania
zdolność modelu do prawidłowego odtwarzania procesów chemicznych w atmosferze,
a w szczególności epizodów smogowych, została potwierdzona poprzez wielokrotna ewaluację
z wykorzystaniem różnych zbiorów danych pomiarowych
emisje wprowadzane do modelu w sposób umożliwiający wykorzystywanie różnych zbiorów
danych
Wady
obsługa wymaga przeszkolonego operatora
w konfiguracji siatki o zmiennej rozdzielczości, przy dużych rozdzielczościach obliczenia
są bardzo kosztowne
149
IX Obsługa modelu (kompetencje operatora modelu)
Znajomość systemu Linux, umiejętność programowania w języku Fortran, podstawowa
znajomość systemów archiwizacji danych meteorologicznych (GRIB, FST, netCDF) i metod
wizualizacji (IDV, NCL, standardowe pakiety do wizualizacji formatu FST – np. XREC)
Ukończone studia magisterskie w specjalności ochrony atmosfery lub/i meteorologii technicznej.
Doświadczenie (lub przynajmniej ukończone kursy) w zakresie modelowania atmosfery i użytkowania
eulerowskich modeli jakości powietrza. Znajomość języka angielskiego lub francuskiego
(dokumentacja modelu).
Referencje
Arakawa, A. and W.H. Schubert, 1974: Interaction of a cumulus cloud ensemble with the largescale
environment. Part I. J. Atmos. Sci., 31, 671-701.
Benoit, R., J. Côté, and J. Mailhot, 1989: Inclusion of a TKE boundary layer parameterization in the
Canadian regional finite-element model. Mon. Wea. Rev., 117, 1726–1750
Blackadar A.K., 1976: ‘Modeling the nocturnal boundary layer’, Preprints, 3rd Symp. On Atmospheric
Turbulence, Diffusion and Air quality, Raleigh, Amer Meteorol Soc, 38,283–290
Blackadar A.K., 1979: ‘High resolution models of the planetary boundary layer’, Advances
in Environmental and Scientific Engeneering, Vol. 1, Gordon and Breach, 276 pp. (see pp. 5085)
Côté, J., S. Gravel, A. Méthot, A. Patoine, M. Roch and A. Staniforth, 1998a, The operational CMC
MRB Global Environmental Multiscale (GEM) model: Part I – Design considerations and
formulation, Mon. Wea. Rev. 126, 1373-1395.
Côté, Jean, Desmarais, Jean-Guy, Gravel, Sylvie, 1998b: The Operational CMC–MRB Global
Environmental Multiscale (GEM) Model. Part II:Results. Monthly Weather Review: Vol. 126,
No. 6, pp. 1397–1418
Deardorff, J. W., 1978: Efficient prediction of ground surface temperature and moisture with inclusion
of a layer of vegetation. J. Geophy. Res., 83, 1889-1903.
Emmons, L.K., D.A. Hauglustaine, J.-F. Muller, M.A. Carroll, G.P. Brasseur, D. Brunner, J. Staehelin,
V. Thouret, A. Marenco, 2000, Data composites of airborne observations of tropospheric ozone
and its precursors, J. Geophys. Res., 105, 20,497-20,538.
Fouquart, Y. and B. Bonnel, 1980: Computation of solar heating of the earth's atmosphere: a new
parameterisation. Contrib. Atmos. Phys., 53, 35-63.
Fritsch, J. M. and C. F. Chappell, 1980: Numerical prediction of convectively driven mesoscale
pressure systems. Part I: Convective parameterization. J. Atmos. Sci., 37, 1722-1733.
Garand, L., 1983: Some improvements and complements to the infrared emissivity algorithm including
a parameterization of the absorption in the continuum region, J. Atmos. Sci., 40, 230-244.
Garand, L., and J. Mailhot, 1990: The influence of infrared radiation on numerical weather forecasts.
Preprints 7th Conference on Atmospheric Radiation, July 23-27, 1990, San Francisco,
California.
Gear, C. W., Numerical Initial Value Problems in Ordinary Differential Equations, Prentice-Hall,
Englewood Cliffs, New Jersey, 1971
Kain, J.S., and J.M. Fritsch, 1990: A one-dimensional entraining / detraining plume model and its
application in convective parameterization. J. Atmos. Sci., 47, 2784-2802.
Kain, J.S., and J.M. Fritsch, 1993: Convective parameterization for mesoscale models: The KainFritsch scheme. The representation of cumulus convection in numerical models. Meteor.
Monogr., 27, Amer. Meteor. Soc., 165-170.
Kaminski, J.W., L. Neary, J. Struzewska, J.C. McConnell, A. Lupu, J. Jarosz, K. Toyota, S.L. Gong,
X. Liu, K. Chance, and A. Richter, GEM-AQ, an on-line global multiscale chemical weather
modelling system: model description and evaluation of gas phase chemistry processes. Atmos.
Chem. Phys., 8, 3255-3281, 2008.
Kong, F. and M. K. Yau, 1997: An Explicit Approach of Microphysics in MC2. Atmosphere-Ocean, 35,
257-291.
Kuo, H. L., 1965: On formation and intensification of tropical cyclones through latent heat release
by cumulus convection. J. Atmos. Sci., 22, 40-63.
Kuo, H. L., 1974: Further studies on the parameterization of the influence of cumulus convection
on large-scale flow. J. Atmos. Sci., 31, 1232-1240.
Kuo, H. L., 1974: Further studies on the parameterization of the influence of cumulus convection
on large-scale flow. J. Atmos. Sci., 31, 1232-1240.
150
Kuo, H.L., 1974. Further studies of the influence of cumulus convection of large scale flow. Journal
of Atmospheric Sciences 31, pp. 1232–1240.
Liu, X., K. Chance, C. E. Sioris, R. J. D. Spurr, T. P. Kurosu, and R. V. Martin, M. J. Newchurch, 2005,
Ozone profile and tropospheric ozone retrievals from the Global Ozone Monitoring Experiment:
Algorithm
description
and
validation,
J.
Geophys.
Res.,
110,
D20307,
doi:10.1029/2005JD006240,
Logan, J.A., 1994, Trends in the vertical distribution of ozone: An analysis of ozonesonde data,
J. Geophys. Res., 99,25,553-25,585.
Logan, J.A., 1999, An Analysis of Ozonesonde Data for the Troposphere: Recommendations for
Testing 3-D Models, and Development of a Gridded Climatology for Tropospheric Ozone,
J. Geophys. Res., 104,, 16115-16149.
Lurmann, F.W., A.C. Lloyd and R. Atkinson, 1986, A Chemical Mechanism for Use in Long-range
Transport/Acid Deposition Computer Modeling. J. Geophys. Res., 91, 10905 – 10936.
Mailhot J., S. Bélair, R. Benoit, B. Bilodeau, Y. Delage, L. Fillion, L. Garand, C. Girard and
A. Tremblay, Scientific Description of RPN Physics Library - Version 3.6 - Recherche
En Prévision Numérique, Atmospheric Environment Service, Dorval, Quebec, Canada, 1998
McFarlane, N.A., 1987 : The effect of orographically excited gravity wave drag on the general
circulation of the lower stratosphere and troposhere. J. Atmos. Sci., 44, 1775-1800.
Noilhan, J., and S. Planton, 1989, A simple parameterization of land-surface processes for numerical
meteorological models, Mon. Wea. Rev., 117, 536-549.
Padro, J., G. Den Hartog and H. H. Neumann, An investigation of the ADOM dry deposition module
using summertime O3 measurements above a deciduous forest, Atmospheric Environment, 25,
1689-1704, 1991
Plummer, D.: On-line Chemistry in a Mesoscale Model Assessment of the Toronto Emission Inventory
and Lake-Breeze Effects on Air Quality. Ph.D. Thesis, York University, 1999
Plummer, D.A., L. Neary, J.W. Kaminski and J.C. McConnell, Modeling the Role of Lake Breeze
Transport on Ozone Concentrations in Southern Ontario, pp 415-418 in "Atmospheric Ozone"
edited by R.D. Bojkov and G. Visconti, Proceedings of the XVIII Quandrennial Ozone
Symposium, L'Aquila, Italy 12-21 September 1996, Parco Scientifico e Tecnologico d'Abruzzo,
1998
Robert, A., T. L. Yee and H. Ritchie, A semi-Lagrangian and semi-implicit numerical integration
scheme for multilevel atmospheric models, Monthly Weather Review, 113, 388-394, 1985
Sundqvist, H. 1988. Parameterization of condensation and associated clouds in models for weather
prediction and general circulation simulation. Physically-Based Modelling and Simulation
of Climate and Climatic Change, ed. M. E. Schlesinger, pp. 433-461. Kluwer Academic
Publishers, Dordrecht, the Netherlands.
Tremblay, A., A. Glazer, W. Yu, and R. Benoit, 1996a: A mixed-phase cloud scheme based
on a single prognostic equation. Tellus, 48A, 483-500.
Yu, W., L. Garand and A. Dastoor, 1997: Evaluation of model clouds and radiation at 100 km scale
using GOES data, Tellus, 49A, 246-262.
151
Załącznik
2.
Zestawienie
danych
wykorzystanych
do wykonania analizy sytuacji w roku bazowym oraz
prognoz ozonu troposferycznego dla lat 2010 i 2020
Akty prawa wspólnotowego i krajowego:

Dyrektywa Rady 70/220/EWG z dnia 20 marca 1970 r. w sprawie działań, jakie mają być
podjęte w celu ograniczenia zanieczyszczania powietrza przez emisje z pojazdów silnikowych;

Dyrektywa Rady 96/62/WE z dnia 27 września 1996 r. w sprawie oceny i zarządzania jakością
otaczającego powietrza (Dyrektywa ramowa w sprawie jakości powietrza);

Dyrektywa 94/63/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 20 grudnia 1994 r. w sprawie
kontroli emisji lotnych związków organicznych (LZO) wynikających ze składowania paliwa
i jego dystrybucji z terminali do stacji paliw;

Dyrektywa 2008/1/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 15 stycznia 2008 r. dotycząca
zintegrowanego zapobiegania zanieczyszczeniom i ich kontroli;

zbliżenia ustawodawstw państw członkowskich odnoszących się do środków dotyczących
ograniczenia
emisji
zanieczyszczeń
gazowych
i
pyłowych
z
silników
spalinowych
montowanych w maszynach samojezdnych nieporuszających się po drogach;

Dyrektywa 98/70/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 października 1998 r.
odnosząca się do jakości benzyny i olejów napędowych;

Dyrektywa Rady 1999/13/WE z dnia 11 marca 1999 r. w sprawie ograniczenia emisji lotnych
związków organicznych spowodowanej użyciem organicznych rozpuszczalników podczas
niektórych czynności i w niektórych urządzeniach;

Dyrektywa Rady 1999/32/WE z dnia 26 kwietnia 1999 r. odnosząca się do redukcji zawartości
siarki w niektórych paliwach ciekłych;

spalania odpadów;

w sprawie ograniczenia emisji niektórych zanieczyszczeń do powietrza z dużych obiektów
energetycznego spalania;

w sprawie krajowych poziomów emisji dla niektórych rodzajów zanieczyszczenia powietrza;

Dyrektywa 2004/42/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 21 kwietnia 2004 r.
w sprawie ograniczeń emisji lotnych związków organicznych w wyniku stosowania
152
rozpuszczalników
organicznych
w
niektórych
farbach
i
lakierach
oraz
produktach
do odnawiania pojazdów;

Dyrektywa 2005/33/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 6 lipca 2005 r. zmieniająca
dyrektywę 1999/32/WE w odniesieniu do zawartości siarki w paliwach okrętowych;

Dyrektywa 2005/55/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 28 września 2005 r.
w sprawie zbliżenia ustawodawstw Państw Członkowskich odnoszących się do działań, które
należy podjąć przeciwko emisji zanieczyszczeń gazowych i cząstek stałych przez silniki
wysokoprężne stosowane w pojazdach oraz emisji zanieczyszczeń gazowych z silników
o zapłonie iskrowym zasilanych gazem ziemnym lub gazem płynnym stosowanych
w pojazdach;

Dyrektywa 2006/32/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 5 kwietnia 2006 r. w sprawie
efektywności wykorzystania energii przez odbiorców końcowych oraz usług energetycznych;

Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/50/WE z dnia 21 maja 2008 r. w sprawie
jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy (Dyrektywa CAFE);

Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/74/WE zmieniająca dyrektywę 2005/55/WE
Parlamentu Europejskiego i Rady oraz dyrektywę 2005/78/WE w zakresie homologacji typu
pojazdów silnikowych w odniesieniu do emisji zanieczyszczeń pochodzących z lekkich
pojazdów pasażerskich i użytkowych (Euro 5 i Euro 6) oraz w zakresie dostępu do informacji
dotyczących naprawy i utrzymania pojazdów;

Rozporządzenie (WE) nr 715/2007 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 20 czerwca
2007 r. w sprawie homologacji typu pojazdów silnikowych w odniesieniu do emisji
zanieczyszczeń pochodzących z lekkich pojazdów pasażerskich i użytkowych (Euro 5 i Euro
6) oraz w sprawie dostępu do informacji dotyczących naprawy i utrzymania pojazdów;

Rozporządzenie Komisji (WE) nr 692/2008 z dnia 18 lipca 2008 r. wykonujące i zmieniające
rozporządzenie (WE) nr 715/2007 Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie homologacji
typu pojazdów silnikowych w odniesieniu do emisji zanieczyszczeń pochodzących z lekkich
pojazdów pasażerskich i użytkowych (Euro 5 i Euro 6) oraz w sprawie dostępu do informacji
dotyczących naprawy i utrzymania pojazdów;

Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/32/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r.
w sprawie
zbliżenia
przepisów
ustawowych
państw
członkowskich
dotyczących
rozpuszczalników do ekstrakcji stosowanych w produkcji środków spożywczych i składników
żywności;

zmieniająca dyrektywę 98/70/WE odnoszącą się do specyfikacji benzyny i olejów napędowych
oraz wprowadzającą mechanizm monitorowania i ograniczania emisji gazów cieplarnianych
oraz zmieniającą dyrektywę Rady 1999/32/WE odnoszącą się do specyfikacji paliw
wykorzystywanych przez statki żeglugi śródlądowej oraz uchylająca dyrektywę 93/12/EWG;
153

zmieniająca dyrektywę 2003/87/WE w celu usprawnienia i rozszerzenia wspólnotowego
systemu handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych;

w sprawie
promowania
stosowania
energii
ze
źródeł
odnawialnych
zmieniająca
i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE;

w sprawie promowania ekologicznie czystych i energooszczędnych pojazdów transportu
drogowego.
PROGNOZA EMISJI SO2 i NOX NA ROK 2020 – DUŻE ŹRÓDŁA SPALANIA PALIW
ZAŁOŻENIA DO PROGNOZY ROZSZERZONEJ WG STANDARÓW IPPC
Przedmiotowa prognoza przedstawia wielkość emisji SO 2 i NOx z dużych źródeł spalania paliw
w 2020 r. wg definicja „źródło = wspólny komin”. Do wyliczeń emisji przyjęto dynamikę produkcji
na podstawie
założeń z Projektu Polityki Energetycznej Polski do 2030r. (projekt z dnia
5 marca 2009 r.), z uwzględnieniem produkcji energii elektrycznej pochodzącej z OZE (30 TWh –
2020 r.)
W prognozie przyjęto, że obiekty energetycznego spalania paliw zużyte technicznie (m. in.
źródła zgłoszone w latach 2008 – 2015 do tzw. derogacji 20 000h) zostaną zastąpione nowymi
jednostkami o tej samej mocy i paliwie. Ponadto wykorzystano informacje na temat planowanych
inwestycji przedstawianych przez operatorów źródeł wytwarzania energii (tabela Z2.1).
Jednocześnie
urządzeń
założono niezbędną modernizację techniczną i ekologiczną istniejących
wytwórczych (tabela
Z2.2),
celem
sprostania
wymogom
emisyjnym, określonym
w konsultowanym projekcie dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie emisji
przemysłowych (zintegrowane zapobieganie zanieczyszczeniom i ich kontrola - dyrektywa IPPC).
W zakresie sprawności wytwarzania energii przyjęto następujące wartości:
1. Źródła o parametrach nadkrytycznych – 46%
2. Bloki gazowo – parowe – 58%
3. Układy kogeneracyjne;

układy gazowo – parowy z odzyskiem ciepła – 80%

turbiny parowe upustowo – kondensacyjne – 80%

turbiny parowe przeciwprężne – 75%
4. Wytwarzanie rozdzielne ciepła użytkowego - referencyjna wartość sprawności (para
technologiczna/gorąca woda grzewcza);

źródła spalające węgiel kamienny – 88%

źródła spalające olej opałowy – 89%
154

źródła spalające gaz ziemny – 90%
Tabela Z2.1
Nowe źródła uruchomiane po 2008r.
Technologia
PC nadkrytyczne
FBC nadkrytyczne
PC klasyczne
FBC klasyczne
BGP
PC biomasa
Razem
Tabela Z2.2
Moc cieplna w paliwie
[MWt]
17 927
3 066
1 654
2 791
3 652
202
29 292
Moc elektryczna
[MWe]
8 688
1 380
696
906
1 942
80
13 692
Istniejące źródła (źródła pracujące w latach 2008 - 2020)
Źródła z
odsiarczaniem
Moc cieplna w
paliwie [MWt]
Moc elektryczna
[MWe]
Źródła do
zabudowy instalacji
odsiarczania
Moc cieplna w
paliwie [MWt]
Moc elektryczna
[MWe]
FBC
BGP
LSP
6 919
1 592
32 052
2 555
717
11 876
Standard emisji
3
≤ 250 mg/Nm
Standard emisji
>250
≤400
3
mg/Nm
28 740
706
5 440
143
Źródła z DeNOx
FBC
Moc cieplna w
6 919
paliwie [MWt]
Moc elektryczna
2 555
[MWe]
Źródła do
Standard emisji
3
zabudowy instalacji ≤ 200 mg/Nm
odazotowania
Moc cieplna w
60 792
paliwie [MWt]
Moc elektryczna
17 316
[MWe]
Kotły ciepłownicze
podniesienie
sprawności z ok.
5 887
78% do 88%
Moc cieplna w
paliwie [MWt]
Uwaga: Założono że źródła istniejące wyposażone
dotrzymają standardów emisji wynikających z IPPC.
BGP
1 592
717
Standard emisji
>200
≤300
3
mg/Nm
706
143
w instalacje odsiarczania LSP oraz FBC, BGP
155
ZESTAWIENIE PLIKÓW Z DANYMI EMISYJNYMI
I.
Pliki danych emisyjnych dotyczące Europy:
1. Europa_gridy25x25_emisja_2006_Mg.xls emisja w Mg w kwadratach 25km x 25km w 2006 r.
2. Europa_gridy25x25_emisja_2010_prognoza_podstawowa_w_Mg.xls
emisja w Mg w kwadratach 25km x 25km, prognoza na 2010 r.
3. Europa_gridy25x25_emisja_2010_prognoza_rozszerzona_w_Mg.xls
emisja w Mg w kwadratach 25km x 25km, prognoza rozszerzona na 2010 r.
4. Europa_gridy25x25_emisja_2020_prognoza_podstawowa_w_Mg.xls
emisja w Mg w kwadratach 25km x 25km, prognoza na 2020 r.
5. Europa_gridy25x25_emisja_2020_prognoza_rozszerzona_w_Mg.xls
emisja w Mg w kwadratach 25km x 25km, prognoza rozszerzona na 2020 r.
II.
Pliki danych emisyjnych dotyczące Polski:
1. Polska_emisja_CO_2006_w_Mg.xls –
emisja CO w Mg na terenie Polski w kwadratach 25km x 25km w rozbiciu na kategorie SNAP.w 2006 r.
2. Polska_emisja_NMLZO_2006_w_Mg.xls –
emisja NMLZO w Mg na terenie Polski w kwadratach 25km x 25km w rozbiciu na kategorie SNAP w 2006 r.
3. Polska_emisja_NOx_2006_w_Mg.xls –
emisja NOx w Mg na terenie Polski w kwadratach 25km x 25km w rozbiciu na kategorie SNAP w 2006 r.
4. Polska_emisja_SOx_2006_w_Mg.xls –
emisja SOx w Mg na terenie Polski w kwadratach 25km x 25km w rozbiciu na kategorie SNAP w 2006 r.
5. Polska_emisja_CO_2010_prognoza_podstawowa_w_Mg.xls –
emisja CO w Mg na terenie Polski w kwadratach 25km x 25km w rozbiciu na kategorie SNAP, prognoza
na 2010 r.
6. Polska_emisja_NMLZO_2010_prognoza_podstawowa_w_Mg.xls –
emisja NMLZO w Mg na terenie Polski w kwadratach 25km x 25km w rozbiciu na kategorie SNAP, prognoza
na 2010 r.
7. Polska_emisja_NOx_2010_prognoza_podstawowa_w_Mg.xls –
emisja NOx w Mg na terenie Polski w kwadratach 25km x 25km w rozbiciu na kategorie SNAP, prognoza
na 2010 r.
8. Polska_emisja_SOx_2010_prognoza_podstawowa_w_Mg.xls –
emisja SOx w Mg na terenie Polski w kwadratach 25km x 25km w rozbiciu na kategorie SNAP, prognoza
na 2010 r.
9. Polska_emisja_CO_2010_prognoza_rozszerzona_w_Mg.xls –
rozszerzona na 2010 r.
10. Polska_emisja_NMLZO_2010_prognoza_rozszerzona_w_Mg.xls –
11. Polska_emisja_NOx_2010_prognoza_rozszerzona_w_Mg.xls –
12. Polska_emisja_SOx_2010_prognoza_rozszerzona_w_Mg.xls –
156
13. Polska_emisja_CO_2020_prognoza_w_Mg.xls –
na 2020 r.
14. Polska_emisja_NMLZO_2020_prognoza_w_Mg.xls –
na 2020 r.
15. Polska_emisja_NOx_2020_prognoza_w_Mg.xls –
na 2020 r.
16. Polska_emisja_SOx_2020_prognoza_w_Mg.xls –
na 2020 r.
17. Polska_emisja_CO_2020_prognoza_rozszerzona_w_Mg.xls –
18. Polska_emisja_NMLZO_2020_prognoza_rozszerzona_w_Mg.xls –
19. Polska_emisja_NOx_2020_prognoza_rozszerzona_w_Mg.xls –
20. Polska_emisja_SOx_2020_prognoza_rozszerzona_w_Mg.xls –
ZESTAWIENIE PLIKÓW Z WYNIKAMI OBLICZEŃ STĘŻEŃ OZONU
1. Wyniki_Komplet_2006.xls Wartości stężeń w całej siatce obliczeniowej dla 2006 r.
2. Wyniki_Komplet_2010_prognoza_podstawowa.xls Wartości stężeń w całej siatce obliczeniowej dla prognozy na 2010 r.
3. Wyniki_Komplet_2010_prognoza_rozszerzona.xls Wartości stężeń w całej siatce obliczeniowej dla prognozy rozszerzonej na 2010 r.
4. Wyniki_Komplet_2020_prognoza_podstawowa.xls Wartości stężeń w całej siatce obliczeniowej dla prognozy na 2020 r.
5. Wyniki_Komplet_2020_prognoza_rozszerzona.xls Wartości stężeń w całej siatce obliczeniowej dla prognozy rozszerzonej na 2020 r.
6. Wyniki_Polska_2006.xls Wartości stężeń w punktach siatki obliczeniowej położonych w obszarze Polski dla 2006 r.
7. Wyniki_Polska_2010_prognoza_podstawowa.xls Wartości stężeń w punktach siatki obliczeniowej położonych w obszarze Polski dla prognozy na 2010 r.
8. Wyniki_Polska_2010_prognoza_rozszerzona.xls Wartości stężeń w punktach siatki obliczeniowej położonych w obszarze Polski dla prognozy rozszerzonej na
2010 r.
9. Wyniki_Polska_2020_prognoza_podstawowa.xls Wartości stężeń w punktach siatki obliczeniowej położonych w obszarze Polski dla prognozy na 2020 r.
10. Wyniki_Polska_2020_prognoza_rozszerzona.xls –
Wartości stężeń w punktach siatki obliczeniowej położonych w obszarze Polski dla prognozy rozszerzonej na
2020 r.
11. gem-aq_vs_pomiary.pdf –
157
Porównanie wyników modelowania za 2006 r. z wynikami pomiarów dla stacji wymienionych w tabeli 3.2. Dla
każdej stacji zaprezentowano zestawienie pomiaru O3 z wynikami modelowania dla najwyższej 8-godzinnej
średniej kroczącej i dobowego maksimum w postaci serii czasowych i wykresów rozproszenia.
ZESTAWIENIE PLIKÓW DO PREZENTACJI GRAFICZNYCH W PROGRAMIE
ARCMAP
1. PolskaEmisja_SNAP.mxd Plik projektu programu ArcMap 9.3 do prezentacji rozkładu emisji substancji na terenie Polski.
Pliki danych zawierają wielkości emisji w podziale na kategorie SNAP.
Lokalizacja pliku: katalog - Emisje\Polska\Prezentacje\PolskaEmisjaTOTALS.mxd
2. O3_Polska_2006.mxd Plik projektu programu ArcMap 9.3 do prezentacji wyników obliczeń w punktach siatki obliczeniowej
położonych w obszarze Polski dla 2006 r.
Lokalizacja pliku: katalog - Wyniki\Prezentacje\2006\O3_Polska_2006.mxd
3. O3_Polska_2010p.mxd Plik projektu programu ArcMap 9.3 do prezentacji wyników obliczeń w punktach siatki obliczeniowej
położonych w obszarze Polski dla prognozy na 2010 r.
Lokalizacja pliku: katalog - Wyniki\Prezentacje\2010p\O3_Polska_2010p.mxd
4. O3_Polska_2010r.mxd Plik projektu programu ArcMap 9.3 do prezentacji wyników obliczeń w punktach siatki obliczeniowej
położonych w obszarze Polski dla prognozy rozszerzonej 2010 r.
Lokalizacja pliku: katalog - Wyniki\Prezentacje\2010r\O3_Polska_2010r.mxd
5. O3_Polska_2020p.mxd Plik projektu programu ArcMap 9.3 do prezentacji wyników obliczeń w punktach siatki obliczeniowej
położonych w obszarze Polski dla prognozy na 2020 r.
Lokalizacja pliku: katalog - Wyniki\Prezentacje\2020p\O3_Polska_2020p.mxd
6. O3_Polska_2020r.mxd Plik projektu programu ArcMap 9.3 do prezentacji wyników obliczeń w punktach siatki obliczeniowej
położonych w obszarze Polski dla prognozy rozszerzonej na 2020 r.
Lokalizacja pliku: katalog - Wyniki\Prezentacje\2020r\O3_Polska_2020r.mxd
KONWENCJA OZNACZEŃ PLIKÓW GENEROWANYCH W PROGRAMIE ARCMAP
Emisja: nazwa warstwy – soxtot06pl
sox
tot
06
pl
-
symbol substancji
warstwa dla emisji TOTALS
emisja dla 2006 r.
emisja dla Polski
nazwa warstwy – soxtot10pppl
sox
tot
10
pp
pl
-
symbol substancji
warstwa dla emisji TOTALS
emisja dla 2010 r.
prognoza podstawowa
emisja dla Polski
158
Załącznik 3
Tabela Z3.1
Station
DsJelw
Odchylenie przeciętne (MBE) modelowanych stężeń ozonu od obserwacji w odniesieniu do najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej
Jan
Feb
March
April
May
June
July
Aug
Sept
Oct
Nov
Dec
2.94
8.06
11.82
10.19
-18.86
-22.49
-39.12
-7.06
0.21
-4.27
-8.03
9.21
LbZielBor
-7.47
-9.95
-15.27
-4.03
-29.57
-23.03
-18.06
-4.79
39.32
13.08
4.77
39.58
LuJarcz
-5.93
-1.15
2.03
2.72
-18.98
-15.62
-14.46
-2.11
5.06
-3.88
-2.12
7.69
LdSmobyt
-0.82
9.37
11.68
16.32
-16.04
-15.29
-21.94
-2.73
-1.84
-4.76
-7.02
6.85
LdGajew
-4.73
-8.13
-9.22
10.31
-12.56
-6.37
-12.2
-9.28
3.14
-9.75
-8.19
9.66
MpParzni
-7.84
-10.68
-9.28
2.57
-15.93
-4.39
-11.06
-6.37
-2.42
-14.28
-11.6
-0.52
MzSzymb
3.53
4.9
12.04
-38.98
-27.66
-14.17
-16.11
-13.9
8.49
-2.42
-12.19
2.15
MzBelsk
-6.89
-9.45
-6.76
4.36
-13.08
-6.92
-4.89
-8.52
5.6
-7.41
-6.71
6.74
MzGranic
-4.06
-5.76
-8.46
10.27
-9.17
-4.05
1.93
-9.55
6.74
-8.15
-7.57
5.3
PdPlock
16.94
19.58
20.84
22.37
-0.73
5.32
7.42
6.81
28.99
9.67
10.71
26.22
SkBorsu
1.83
-7.94
-9.09
-3.33
-24.87
-15.41
-6.48
-1.94
6.68
1.77
-0.15
4.18
-24.83
-15.98
-16.22
-14.63
-24.07
-22.82
-21.25
-10.05
-18.94
-30.77
-32.27
-9.46
ZlotyJa
-3.69
-2.75
1.92
7.78
-9.58
-9.1
-13.88
-2.71
-2.82
-13.43
-7.27
5.12
Puszcz_B
-1.29
-4.63
-10.33
-4.58
-20.84
-18.46
-12.33
-18.56
-4.26
-3.78
-9.6
-2.7
WpWKP3
6.97
15.74
15.54
9.72
-17.36
-14.14
-20.52
3.7
8.29
12.22
7.76
26.92
WKP4
2.73
3.2
0.06
15.93
-16.74
-12.53
-17.14
-9.24
0.69
-3.85
-3.81
18.42
DsGryfWi
-8.35
11.83
8.73
-0.24
-23.68
-12.38
-21.8
-17.43
-17.05
-13.34
-13.39
12.72
Offagne
10.74
11.83
21.53
-11.11
-13.56
-25.23
-34.09
-7.73
-18.2
7.47
-10.21
8.92
Vezin
10.49
20.21
28.18
13.18
-6.3
-5.44
-8.58
3.09
6.3
10.08
-0.62
7.8
Kosetice
-7.26
-5.81
3.57
-26.19
-18
-18.16
-28.04
6.01
-11
-2.11
-9.95
1.79
SiSwKrzyz
159
Station
Jan
Feb
March
April
May
June
July
Aug
Sept
Oct
Nov
Dec
Neuglob
6.79
11.34
13.83
3.63
-31.16
-13.69
-18.46
3.16
2.9
0.98
-0.19
5.05
Zingst
0.57
-1
1.85
-2.72
-21.43
-0.08
14.13
5.99
-4.65
1.98
-1.05
2.84
Harwell
9.65
8.5
23.51
16.83
-19.2
-10.31
-12.74
2.67
0.64
0.17
-12.03
-10.57
Wicken
0
3.08
6.8
-4.69
-21.83
-30.71
-41.98
-10.39
-10.28
-7.05
-13.32
-3.14
Legion
1.81
6.88
10.4
16.13
-9.85
-9.43
-4.46
-0.74
12.37
3.35
0.46
13.63
Tluszcz
-1.59
-2.89
2.86
11.29
-13.46
-8.31
-2.86
-5.56
7.18
-7.44
-4.88
8.91
BialyPo
10.37
3.13
2.1
1.43
-18.49
-12.7
-7.01
-8.9
4.78
4.08
1.02
6.68
0
4.78
3.25
7.8
-20.92
-7.3
-7.48
-11.95
-1.88
-3.71
-5.65
5.38
LEBA
Tabela Z3.2
Odchylenie przeciętne (MBE) modelowanych stężeń ozonu od obserwacji w odniesieniu do stężenia maksymalnego dobowego
Station
DsJelw
Jan
Feb
March
April
May
June
July
Aug
Sept
Oct
Nov
Dec
0.92
4.43
8.12
13.61
-21.03
-22.84
-38.7
-6.19
-0.08
-6.42
-9.82
9.18
LbZielBor
-7.79
-13.07
-18.04
-8.29
-29.83
-21.3
-19.04
-8.11
35.45
11.63
3.84
35.65
LuJarcz
-8.02
-4.56
0.38
2.36
-16.74
-13.39
-10.83
-3.17
2.15
-6.97
-4.27
7.17
LdSmobyt
-1.97
4.15
6.85
16.5
-20.03
-17.39
-22.39
-6.33
-6.28
-8.58
-10.13
4.96
LdGajew
-8.2
-11.5
-12.19
10.52
-12.16
-5.46
-11.51
-9.59
0.71
-11.13
-9.85
9.54
MpParzni
-8.89
-9.8
-10.32
4.24
-14.34
-3.78
-9.6
-4.3
-3.19
-16.76
-13.09
-0.32
MzSzymb
4.11
4.15
10.48
-32.16
-25.78
-13.52
-19.2
-16.06
5.33
-3.5
-13.77
2.83
MzBelsk
-6.23
-10.2
-8.41
6.7
-12.24
-3.66
-2.77
-7.2
4.31
-10.29
-8.5
5.89
MzGranic
-4.09
-6.73
-9.42
11.32
-8.47
-0.86
7.04
-8.59
4.29
-13.03
-9.65
4.37
PdPlock
15.83
16
20.38
24.88
-3.45
8.49
6.47
9.83
20.2
8.28
10.9
27.28
SkBorsu
1.57
-8.84
-11.64
-6.7
-24.25
-12.4
-5.03
-3.03
0.95
-1.93
-1.79
4.85
-24.29
-18.16
-17.01
-12.08
-24.7
-21.42
-17.05
-7.75
-2.62
-31.12
-33.3
-10.88
-4.95
-5.23
1.64
9.93
-9.2
-11.05
-12.6
-4.43
-6.83
-17.4
-9.85
3.92
SiSwKrzyz
ZlotyJa
160
Station
Jan
Feb
March
April
May
June
July
Aug
Sept
Oct
Nov
Dec
Puszcz_B
-2.22
-6.02
-12.56
-4.89
-7.63
-18.07
-5.28
-16.33
-3.92
-7.35
-10.28
-3.13
WpWKP3
6.53
11.37
10.57
10.87
-17.76
-14.15
-20.08
1.01
4.17
7.64
6.44
27.15
WKP4
0.31
3
-2.42
16.02
-15.98
-12.93
-16.04
-10.27
-2.7
-9.24
-6.58
17.47
-8.94
5.75
2.33
-1.66
-23.99
-10.4
-22.96
-17.14
-18.2
-16.84
-14.99
14.4
Offagne
8.03
7.24
15.7
-10.7
-16.09
-24.65
-37.16
-7.79
-20.37
4.5
-11.84
7.85
Vezin
7.39
12.78
22.66
10.03
-5.92
-7.69
-9.92
-1.64
1.93
3.83
-4.44
8.32
Kosetice
-7.77
-6.33
5.86
-21.11
-16.41
-16.32
-25.02
6.29
-10
-3.29
-11.06
3.64
Neuglob
7.05
6.02
9.6
-7.34
-35.15
-15.32
-22.67
-0.5
-4.79
-4.03
-3.98
5.4
-0.44
-3.35
-1.1
-3.26
-22.92
4.61
17.66
4.68
-6.51
0.15
-0.97
2.95
Harwell
6.8
6.09
17.89
14.07
-18.47
-10.71
-14.54
4.06
0.51
-0.83
-11.97
-11.1
Wicken
0
-0.46
2.21
-4.55
-28.48
-32.99
-45.57
-9.29
-12.17
-10.55
-18.24
-2.27
Legion
2.91
3.01
8.98
17.11
-10.53
-6.62
-1.56
2.08
12.67
-0.95
-1.92
11.27
Tluszcz
-1.04
-5.84
1.94
11.4
-12.56
-6.68
-0.4
-3.55
4.92
-11.07
-6.84
8.08
BialyPo
8.87
-0.02
-0.09
-0.81
-17.36
-10.2
-6.06
-7.53
1.04
1.03
-0.71
3.85
45.83
3.87
0.47
7.3
-18.74
-5.72
-9.41
-12.74
-4.18
-7.42
-5.61
5.62
DsGryfWi
Zingst
LEBA
Tabela Z3.3
Odchylenie średniokwadratowe (RMSE) modelowanych stężeń ozonu od obserwacji w odniesieniu do najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej
Station
Jan
Feb
March
April
May
June
July
Aug
Sept
Oct
Nov
Dec
DsJelw
18.63
22.2
27.75
17.65
26.99
30.97
45.1
18.44
18.81
12.69
13.38
21.01
LbZielBor
20.94
20.1
34.23
27.7
36.02
33.4
28.78
20.09
44.15
17.99
14.72
46.93
LuJarcz
18.75
21.34
31.34
18.74
27.41
21.67
20.93
11.64
20.99
13.75
10.33
15.78
LdSmobyt
19.86
19.43
29.14
23.72
22.12
23.82
29.26
12.75
20.11
14.38
12.68
22.89
LdGajew
21.78
18.29
34.24
16.79
19.13
20.8
23.55
16.61
19.24
15.39
13.01
22.52
161
Station
Jan
Feb
March
April
May
June
July
Aug
Sept
Oct
Nov
Dec
MpParzni
26.02
18.83
29.28
18.31
21.99
30.57
19.76
15.21
18.32
21.59
15.19
14.62
MzSzymb
21.12
18.26
23.52
46.91
34.26
21.22
24.81
17.49
12.56
14.2
17.7
16.9
MzBelsk
29.13
21.22
32.21
17.49
18.44
15.39
16.41
16.44
16.33
14.61
12.88
17.82
MzGranic
22.57
17.67
31.49
20
18.13
12.19
15
15.93
16.29
15.14
11.66
18.28
PdPlock
25.95
24.21
34.55
28.42
15.21
19.14
19.89
16.95
32.66
13.88
14.02
33.11
SkBorsu
17.13
18.57
24.75
17.18
28.64
21.16
14.44
13.82
17.41
11.77
9.92
15.34
SiSwKrzyz
44.99
24.77
32.56
22.7
30.01
28.88
26.63
16.08
19.14
36.2
36.26
19.39
ZlotyJa
23.07
20.18
28.85
18.83
16.23
25.39
27.01
11.8
21.79
24.13
11.97
18.74
Puszcz_B
21.38
15.13
22.48
18.45
22.31
23.72
18.59
23.09
14.44
11.37
14.56
18.73
WpWKP3
22.45
25.83
35.92
18.04
27.33
24.64
27.43
18.63
21.06
19.92
13.11
35.47
WKP4
19.94
17.18
32.24
22.7
21.97
23.28
26.87
14.47
16.72
13.16
9.98
28.43
DsGryfWi
20.88
23.55
24.29
18.46
36.52
21.76
27.2
22.05
28.39
17.53
16
28.21
Offagne
16.87
19.73
29.68
25.63
24.27
36.59
44.27
12.93
25.7
13.64
14.61
18.7
Vezin
15.92
26.19
33.24
23.61
24.79
23.69
26.4
16.08
20.44
16.22
12.29
15.17
Kosetice
20.98
19.91
21.88
35.39
24.24
29.09
34.71
25.2
36.26
13.57
14.29
18.35
Neuglob
17.63
23.55
32.55
27.72
48.43
22.3
30.3
16.04
24.27
12.04
10.13
23.04
Zingst
16.24
16.04
22.44
14
33.52
18.25
23.97
16.07
22.78
10.51
12.35
21.36
Harwell
15.16
16.57
30.67
23.73
29.12
23.38
35.02
12.47
20.74
10.98
18.05
17.88
Wicken
0
14.77
19.41
16.01
31.53
38.06
56.08
19.68
28.47
17.11
17.16
18.17
Legion
17.28
18.11
27.47
24.16
20.22
20.09
16.42
13.61
19.56
13.85
8.5
22.5
Tluszcz
21.55
17.89
26.08
20.22
21.4
11.88
15.09
13.06
17.22
14.11
11.71
18.03
BialyPo
19.79
20.16
21.69
16.68
24.12
19.65
15.8
16
16.87
12.2
12.11
14.45
0
16.78
24.36
13.9
26.1
21.28
20.9
16.89
14.95
11.23
12.55
18.52
LEBA
162
Odchylenie średniokwadratowe (RMSE) modelowanych stężeń ozonu od obserwacji w odniesieniu do stężenia maksymalnego dobowego
Tabela Z3.4
Station
Jan
Feb
March
April
May
June
July
Aug
Sept
Oct
Nov
Dec
DsJelw
18.34
18.26
26.29
18.12
28.05
29.67
45.23
20.29
19.08
15.42
14.32
20.13
LbZielBor
20.71
21.47
33.43
24.96
36.21
30.86
28.66
22.35
42.19
19.13
14.79
39.61
LuJarcz
22.59
20.84
31.49
17.98
27.11
18.86
18.33
11.91
24.81
16.68
11.33
15.19
LdSmobyt
20.84
16.28
27.54
21.66
26.86
24.88
28.58
13.65
20.42
17.89
16.43
21.11
LdGajew
25.09
19.29
35.04
18.27
19.7
17.76
21.85
15.98
20.11
19.64
15.27
22.45
MpParzni
27.89
18.72
27.98
18.16
21.54
27.01
17.89
12.54
18.23
22.86
17.46
14.31
MzSzymb
22.87
17.72
23.38
42.57
32.67
20.8
26.81
21.2
8.64
15.39
19.81
16.71
MzBelsk
28.32
22.17
30.44
19.67
17.92
14.06
18.7
15.76
18.8
18.75
14.76
16.41
MzGranic
24.05
17.63
30.7
20.26
19.08
11.58
18.35
15.58
19.76
18.53
14.96
17
PdPlock
24.42
20.89
36.7
29.53
16.7
19.72
23.12
18.36
26.64
14.5
14.09
33.42
SkBorsu
16.72
18.72
25.37
16.96
28.95
18.46
14.88
15.91
18.83
10.94
10.13
15.45
SiSwKrzyz
42.96
25.86
33.13
20.2
32.49
27.28
23.55
14.16
19.45
35.18
37
19.85
ZlotyJa
27.07
18.9
26.12
18.65
14.75
25.49
26.34
12.37
19.49
26.08
15
17.35
Puszcz_B
21.59
16.63
23.25
15.3
35.98
24.08
23.98
21.39
17.23
13.93
15.49
19.28
WpWKP3
21.05
23.47
34.45
16.16
27.61
22.2
28.03
17.16
21.1
20.28
14.5
35.32
WKP4
21.25
19.68
34.77
22
21.94
21.68
24.61
14.23
20.47
18.67
12.85
27.43
DsGryfWi
21.81
19.58
22.86
13.23
36.41
21.59
28.69
23.23
29.85
20.85
17.41
28.63
Offagne
16.28
18.8
25.04
21.32
26
34.34
47.69
14.24
27.23
14.76
16.52
18.99
Vezin
16.88
19.94
30.14
19.6
23.85
23.94
29.6
15.08
22.31
13.64
14.93
16.06
Kosetice
20.24
18.74
26.06
27.32
22.72
24.86
32.24
26.11
37.91
14.9
16.87
18.06
Neuglob
17.94
20.15
25.9
28.98
49.17
22.41
31.09
14.07
24.18
14.03
11.77
22.84
163
Station
Jan
Feb
March
April
May
June
July
Aug
Sept
Oct
Nov
Dec
Zingst
16.21
16.42
22.06
13.17
38.77
17.49
29.3
14.32
24.78
11.25
14.08
20.96
Harwell
14.42
16.33
25.38
21.46
30.78
24.23
38.26
12.41
20.97
11.15
17.78
18.99
Wicken
0
14.93
19.43
15.09
34.27
41.25
59.84
18.84
31.88
19.54
21.87
18.15
Legion
20.99
17
26.37
26.48
21.89
15.83
16.11
13.73
21.98
13.49
10.62
19.89
Tluszcz
21
19.06
24.93
19.68
21.62
9.7
16.8
13.89
17.69
16.96
13.76
15.92
BialyPo
18.19
18.9
20.52
15.81
24.09
18.36
17.85
16.36
19.02
11.18
11.78
13.4
LEBA
45.83
15.78
22.74
14.56
25.35
21.81
22.61
18.58
17.06
13.28
13.69
17.83
Tabela Z3.5
Procent przypadków spełniających kryterium dokładności modelowania wg Dyrektywy 2008/50/WE w odniesieniu do najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej
Station
Jan
Feb
March
April
May
June
July
Aug
Sept
Oct
Nov
Dec
DsJelw
90.32
88.46
93.55
100
100
96.67
100
96.67
100
100
90
87.5
LbZielBor
83.87
96.43
90.32
100
100
95.65
96.77
87.1
56.67
90
100
33.33
LuJarcz
94.12
92.86
90.32
100
100
100
100
100
100
96.77
96.43
90.62
LdSmobyt
90.32
92.86
93.55
100
100
100
100
100
96.67
96.77
96.67
75
LdGajew
70.97
92.86
93.55
100
100
96.67
96.77
96.77
100
93.33
83.33
75
MpParzni
70.97
96.3
100
100
100
96.43
100
100
100
90.32
83.33
90.62
MzSzymb
83.87
100
100
62.5
87.1
100
100
100
100
100
91.3
95.83
MzBelsk
70.97
89.29
96.77
100
100
100
100
100
100
100
93.33
84.37
MzGranic
67.74
89.29
96.77
100
100
100
100
100
96.67
93.55
84.62
81.25
PdPlock
74.19
100
87.1
100
100
96.43
100
100
88.89
93.33
79.31
53.12
SkBorsu
100
96.43
96.77
100
100
100
100
96.77
100
100
92.86
92
SiSwKrzyz
64.52
85.71
96.77
100
100
96.67
100
100
100
80.65
56.67
84.37
ZlotyJa
83.87
92.86
93.55
100
100
96.67
100
100
96.67
96.3
100
87.5
164
Station
Jan
Feb
March
April
May
June
July
Aug
Sept
Oct
Nov
Dec
Puszcz_B
93.33
96.43
100
100
100
100
100
93.55
100
100
96.67
93.75
WpWKP3
80.65
88.46
86.67
100
100
100
100
100
96.67
83.33
73.33
43.75
WKP4
80.65
96.3
96.77
100
100
93.33
96.77
96.77
96.67
96.77
96.67
68.75
DsGryfWi
90.32
85.71
96.77
100
90.32
100
100
100
96.67
93.55
80
59.37
Offagne
90.32
89.29
93.55
95.45
96.15
93.33
96.77
100
100
100
100
87.1
Vezin
73.08
74.07
93.55
100
100
100
100
96.77
96.67
87.1
92.31
96.3
Kosetice
93.55
96.43
100
88.46
100
96.67
96.77
74.19
80
100
93.33
93.75
Neuglob
83.87
89.29
87.1
90
83.87
100
100
100
93.33
96.77
90
62.5
Zingst
93.55
89.29
100
100
83.87
100
100
100
96.67
100
93.33
84.37
Harwell
90.32
92.86
93.55
96.55
90.91
95.83
96.77
100
100
100
96.67
81.25
Wicken
100
96.15
96.77
100
96.77
93.33
90.32
100
95.65
96.43
96.67
71.87
Legion
86.36
92.86
93.55
100
100
100
100
100
96.67
89.29
88.46
71.87
Tluszcz
78.26
92.86
96.77
100
100
100
100
100
100
96.77
84
84.37
BialyPo
96.77
92.86
96.77
100
100
96.67
100
96.77
100
96.77
90
87.5
100
96.43
93.55
100
100
100
100
100
100
100
93.33
96.87
LEBA
Tabela Z3.6
Procent przypadków spełniających kryterium dokładności modelowania wg Dyrektywy 2008/50/WE w odniesieniu do stężenia maksymalnego dobowego
Station
DsJelw
Jan
Feb
March
April
May
June
July
Aug
Sept
Oct
Nov
Dec
100
96.15
96.77
100
100
100
100
93.55
100
100
93.33
100
LbZielBor
90.32
96.43
96.77
100
100
95.65
100
90.32
66.67
90.32
100
50
LuJarcz
94.12
92.86
93.55
100
100
100
100
100
96.67
100
93.33
96.87
LdSmobyt
93.55
96.43
96.77
100
100
100
100
100
100
96.77
93.33
81.25
LdGajew
83.87
92.86
96.77
100
100
100
100
96.77
100
93.55
83.33
90.62
165
Station
Jan
Feb
March
April
May
June
July
Aug
Sept
Oct
Nov
Dec
MpParzni
87.1
96.43
100
100
100
100
100
100
100
90.32
86.67
93.75
MzSzymb
83.87
100
100
88
96.77
100
100
100
100
100
91.3
95.83
MzBelsk
83.87
89.29
96.77
100
100
100
100
100
100
96.77
90
96.87
MzGranic
74.19
96.43
100
100
100
100
100
100
96.67
93.55
88.46
93.75
PdPlock
87.1
100
90.32
100
100
100
100
100
96.3
100
80
59.37
SkBorsu
100
96.43
100
100
100
100
100
96.77
100
100
100
96.15
SiSwKrzyz
70.97
89.29
96.77
100
100
100
100
100
100
90.32
70
87.5
ZlotyJa
83.87
100
100
100
100
96.67
100
100
96.67
96.3
100
90.62
Puszcz_B
96.77
96.43
100
100
86.67
100
93.55
96.77
100
100
96.67
93.75
WpWKP3
93.55
92.31
90
100
100
100
100
100
96.67
90.32
73.33
53.12
WKP4
80.65
92.86
96.77
100
100
100
100
96.77
100
96.77
93.33
78.12
DsGryfWi
93.55
96.43
96.77
100
96.77
100
100
100
96.67
96.77
90
68.75
Offagne
90.32
92.86
100
100
100
100
100
100
100
93.33
100
96.87
Vezin
90.32
92.86
96.77
100
96.77
100
100
100
96.67
93.55
92.86
90.62
Kosetice
96.77
100
96.77
96.15
100
100
96.77
80.65
80
100
96.67
100
Neuglob
93.55
92.86
96.77
96.67
83.87
100
100
100
100
100
93.33
78.12
Zingst
93.55
92.86
100
100
87.1
100
96.77
100
96.67
100
93.33
96.87
Harwell
90.32
92.86
100
96.67
95.65
96
100
100
100
100
100
81.25
Wicken
100
96.15
100
100
100
100
93.55
100
91.3
96.43
96.67
84.37
Legion
79.17
96.43
100
96.67
100
100
100
100
96.67
96.55
92.31
87.5
Tluszcz
86.96
92.86
100
100
100
100
100
100
100
93.55
88
96.87
BialyPo
96.77
92.86
100
100
100
100
100
96.77
100
100
100
96.87
0
100
100
100
100
100
100
100
100
96.77
100
96.87
LEBA
166

Pobierz Raport z prognoz długoterminowych dla ozonu

Transkrypt

Podobne dokumenty

kuchnie - Infuser

PPH ELTOM

pobierz PDF - Acta Scholae Superioris Medicinae Legnicensis

Styczen 2008 - Bydgoska Izba Lekarska

INSPEKCJA OCHRONY ŚRODOWISKA JAKOŚĆ POWIETRZA W POZNANIU W LATACH 2000 - 2009