Modelování scénářů různých způsobů vyhlašování smogových situací v rámci SVRS 

Smogový Varovný a Regulační SystémRoman Juras

ÚOČO, OME

Co nás čeká?

• Motivace• Trocha teorie• Trocha legislativy• Trocha matematiky • Trocha obrázků

Motivace

• Upravit podmínky vyhlašování SVRS podle stávajícího zákona 201/2012 Sb.

• Zvýšení počtu vyhlášených regulací – v sezoně 2012/2013 byla vyhlášena pouze 1

• Snížení prodlevy mezi zvýšenými koncentracemi polutantů (PM10) a vyhlášenými situacemi

Motivace

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

2/11/yyyy 16:482/11/yyyy 21:362/12/yyyy 2:242/12/yyyy 7:122/12/yyyy 12:002/12/yyyy 16:482/12/yyyy 21:362/13/yyyy 2:242/13/yyyy 7:122/13/yyyy 12:002/13/yyyy 16:482/13/yyyy 21:362/14/yyyy 2:242/14/yyyy 7:122/14/yyyy 12:002/14/yyyy 16:482/14/yyyy 21:362/15/yyyy 2:242/15/yyyy 7:122/15/yyyy 12:002/15/yyyy 16:482/15/yyyy 21:362/16/yyyy 2:242/16/yyyy 7:122/16/yyyy 12:002/16/yyyy 16:482/16/yyyy 21:362/17/yyyy 2:242/17/yyyy 7:122/17/yyyy 12:002/17/yyyy 16:482/17/yyyy 21:362/18/yyyy 2:242/18/yyyy 7:122/18/yyyy 12:002/18/yyyy 16:482/18/yyyy 21:36

PM10[µg m

‐3]

Koncentrace PM10 na Ostravsku ‐ únor 2013

TOZRA

TBOMA

TCTNA

TFMIA

THARA

TKARA

TORVA

Limit 100

Limit 150

Současné podmínky vyhlašování

• Smogová situace: Alespoň na jednéměřicí lokalitě území překročila klouzavá 24h průměrná koncentrace PM10informativní prahovou hodnotu 100 µg.m‐3 ve dvou po sobě následujících dnech, tj. ve 25 po sobě následujících hodinách (ČHMÚ).

• Regulace: Alespoň na poloviněměřicích lokalit překročila klouzavá 24h průměrná koncentrace PM10 regulační prahovou hodnotu 150 µg.m‐3 ve třech po sobě následujících dnech, tj. ve 49 po sobě následujících hodinách (ČHMÚ).

• Obojí: Trend 12h koncentrací PM10 je za posledních 6 hodin rostoucí alespoň na poloviněměřicích stanic 

Současné podmínky odhlašování

• Není překročena prahová hodnota (100/150 µg.m‐3) po dobu 12 hodin.

• Na základě meteorologické předpovědi není očekáváno obnovení meteorologických podmínek podmiňujících smogovou situaci v průběhu 48 hodin následujících po poklesu úrovní znečištění pod prahové hodnoty.

• Časový interval 12 hodin se zkracuje až na 3 hodinyv případě, že meteorologické podmínky nelze označit jako podmiňující smogovou situaci a podle meteorologické předpovědi je téměř vyloučeno, že v průběhu nejbližších 48 hodin takové podmínky opět nastanou.

Co tedy sledujeme

24 hod klouzavý průměr koncentrací25/49 hod

12 hod klouzavý průměr koncentrací6 hod 

Meteorologická situace

Přehled jednotlivých scénářůModifikace výpočtu

Zaokrouhlení 

vstupních a výstupních hodnot

Tolerance trendu –uvažujeme i záporné trendy jako rostoucí 

Výpočet klouzavého průměru

Vyhlazení koncentrací pomocí 

Kaufmannova filtru

Využití různých měřících stanic

Výpočet klouzavého průměru

Stávající výpočet klouzavého průměru:P24 = x1, x2, x3, … x24, x25, x26, …, xn ; i = 1, 2, 3

Nově – nepřekrývající se klouzavý průměrP24 = x1, x2, x3, … x24, x25, x26, x27, …, x48, x49, x50,

Kaufmannův filtr ‐ varianty

MAE:Ft = at Ct + (1‐ at)Ft‐1

Ft je filtrovaná (vyhlazená) hodnota v čase t, at filtrační váha v čase t, Ct aktuální hodinová koncentrace v čase t Ft‐1 filtrovaná hodnota v předešlém časovém intervalu.Kde:

at = 2/(N+1)Klouzavému 24 průměru tedy odpovídá (N = 24) → at = 0,08

podle Keder 2013

Kaufmannův filtr ‐ varianty

TEMA:Několikanásobná aplikace filtru MAE sama na sebe.

TEMA = 3*MAE – 3*MAE(MAE) + MAE[MAE(MAE)]

podle Keder 2013

Kaufmannův filtr ‐ varianty

KAMA:Použití adaptace váhy filtru at podle kolísání (volatility) vyhlazovaných hodnot. Volatilitu posuzujeme dle tzv. Efficiency Ratio (ER), kde

0<ER<1at = [(|ER|* (afast– aslow)) + aslow ] m

afast – rychlá odezva, afast = 2/(2 + 1) = 0,667aslow – pomalá odezva, aslow = 2/(24 + 1) = 0,08

m – mocnina, dosadíme 1 nebo 2podle Keder 2013

Kaufmannův filtr ‐ varianty

Výpočet ER:

Délka oknapodle Keder 2013

Porovnání variant zhlazení

kategorie podkategorietolerance trendu

shlazení doba trvánízaokrouhlová

ní

1a 0 JKP 25/49 anob ‐1 JKP 25/49 anoc ‐2 JKP 25/49 ano

2a 0 NKP ‐ anob ‐1 NKP ‐ anoc ‐2 NKP ‐ ano

3

a ‐ K ‐MAE 25/49 anob ‐ K ‐ TEMA 25/49 ano

c ‐KAMA24

M25/49 ano

d ‐KAMA24

B25/49 ano

e ‐KAMA72

B25/49 ano

Varianty různých měřících stanicAglomerace Ostrava/Karviná/Frýdek Místek

Varianty různých měřících stanicAglomerace Ostrava/Karviná/Frýdek Místek

Varianty různých měřících stanicAglomerace Ostrava/Karviná/Frýdek Místek

Výsledky – varianty výpočtu

Výsledky – varianty výpočtu

Výsledky – varianty výpočtu

Výsledky – varianty stanic

Výsledky – varianty stanic

Výsledky – varianty stanic

Literatura

• Keder J. 2013: LZE URYCHLITUKONČENÍ SMOGOVÉ SITUACE?, Konference Ovzduší 2013, Brno 15.–17. dubna 2013, hotel Santon

Děkuji za pozornost