За разликата между скъпите и евтини сензори и защо НИМХ отчита много по-слабо замърсяване в София

Антон Петров разработва нов модел за проследяване на всеки замърсител, който да действа като система за ранно предупреждение

18:10 | 12 декември 2019 | Автор : Лилия Чалева 170 13455 Снимка: iStock by Getty Images/ Dir.bg

Промяната на метеорологичните условия и последвалото повишаване на нивата на замърсяване в София изостриха рязко обществената чувствителност по въпроса с въздуха. Съобщенията за проблем от изключително голям мащаб обаче контрастират с позицията на учените. Директорът на НИМХ проф. Христомир Брънзов се обяви публично срещу паническите настроения и настоя, че замърсяването е далеч по-слаби размери. Това отвори и темата за разликите в данните на различните измервателни уреди.

Какво дишаме?

Dir.bg потърси за коментар Антон Петров от секция "Моделиране на атмосферното замърсяване" към НИХМ. Той обясни защо учените се доверяват на 22-та сензора за мерене на въздуха в София, в които са инвестирани 500 хил. лева, вместо на далеч по-евтината частна апаратура, и посочи разликите в начините на изчисляване.

Антон Петров разкри и нова методика, която НИМХ разработва. Става дума за моделиране, което открива замърсяване и там, където не е измерено, прогнозира пътя на разпространението му и показва цялостна картина, а не само замърсяването в т.нар. дискретни точки.

- Разрази се спор как се мери замърсяването на въздуха у нас. На какво се дължи разминаването в данните от държавните платформи спрямо тези на частните?

- Наскоро директорът на НИМХ много точно обясни, че за точните замервания е много важно качеството на сензорите. Когато се използват т.нар. лоукост, евтините сензори, те дават много големи грешки и завишавания над 200 милиграма на куб. м повече от това, което е в действителност. Данните, с които ние разполагаме, показват, че през последните няколко години в София не е наблюдавано превишаване на замърсяване на въздуха от 5-6-8 пъти над нормата, а по-скоро 1.5 или 2 пъти. И когато се говори, че Столична община отпуска 500 000 лева за поставяне на 22 сензора за мерене на въздуха в града, трябва да отчитаме, че те наистина би трябвало да мерят точно, защото разликата с евтините в отчитане на реалните стойности на замърсяване е голяма.

- Бихте ли обяснили за мъглата и смога, на която станахме свидетели през последните дни?

- Терминологично думата смог (smog) произлиза от думите дим и мъгла. Това явление означава, че щом има мъгла, има и смог т.е. замърсяване. Смогът е част от явлението мъгла. Смогът се образува заради взаимодействието на водните капчици, които са в мъглата, със замърсителите. Примерно, при изгарянето на въглища, които са доста богати на сяра, се отделя серен диоксид, при който въздухът може допълнително да се окисли в триоксид, и когато се реагира с водните капчици от мъглата, се образува сярна киселина, т.е. киселинността на водата се увеличава и това има последици както върху здравето, така и върху сградите. По същия начин се получава и замърсяването с азотните окиси. При него обаче се включва и цикъл със слънчевата светлина - при въртене на азотни окиси и окисляването им в диоксид с участието на ненапълно изгорелите газове от транспорта. Под въздействие на слънчевата светлина и присъствие на влага се получава озон.

Изследваният участък за замърсавяне в "Младост" през януари

- Твърди се, че замърсяването на въздуха в София все пак е намаляло през последните години. До колко се потвърждава това от данните на НИХМ?

- От данните, с които разполагаме от три години назад, не можем да говорим за никакви тенденции за намаляване на замърсяването, защото климатът на даден район, като определение, е сбор от всички статистически състояния, в която атмосферата може да премине за период от 30 години. Т.е. за да кажем дали се очертава някаква тенденция на намаляване на замърсяването, ние трябва да имаме по-дълъг период на сравнение. Защото, ако се вземе всяка една отделна година, ще видим, че метеорологичните обстановки са различни. Например, в някои години преобладават повече продължителни периоди на мъгли т.е. времето не е толкова динамично. В други години се оказва, че зимата е много динамична - с чести валежи и вятър, тогава замърсяването автоматично ще покаже по-ниски стойности, защото в този случай имаме една вентилация и проветрение на замърсителите. Затова може да имаме задържане на едни и същи емисии или увеличение, но да отчитаме намаляване на замърсяването заради метеорологичната обстановка. Времето, което благоприятства най-много за замърсяването, са температурните инверсии, на които станахме свидетели сега. При тях липсва пренос на въздушни маси или вятърът е много слаб, през нощта се получава изстиване на земната повърхност и паралелно с това и прилежащият въздух отгоре изстива. Като включим, че и София се намира в котловина, при което по планинските склонове въздухът изстива по-бързо, заради контакта със земята, този студен въздух е по-плътен и се стича по склона към котловината и като в чашка се задържа там. Затова се нарича и температурна инверсия - и колкото по-нагоре отиваме температурата започва да расте. Има случаи, например, температурата на Черни връх е по-висока, отколкото в котловината. Това са условия, които са крайно неблагоприятни за изчистването на въздуха като цяло.

В летния сезон, иначе, може да имаме по-добро очистване на въздуха тъкмо за това, защото чрез слънчевата светлина се получава едно добро смесване във височина. Но всичко това зависи от метеорологичната обстановка - от това дали е анициклонална, защото при антициклон винаги има една приповдигната височина, инверсия, която задържа замърсителите, но дори и лятно време, когато се вали, по се предразполага към понижение на концентрациите. Лятно време, например, имаме едно добре смесване на височината на Копитото и малко по-нагоре. Тази оранжева шапка от замърсители се вижда много добре от самолет при кацане над София. При лошо време, циклонално време, замърсителите може да се изнасят на още по-голяма височина. Затова, лошо ли е времето - с повече вятър и дъжд, може да се радваме на по-чист въздух, особено това важи за зимата.

- Битовото горене и автомобилният транспорт ли са основните замърсители на въздуха в София?

- Колегите от НИМХ предстоят да направят подробно проучване за замърсителите в София по проект, зададен от Столична община. Ние си имаме много наши замърсители, но имаме и трансгранично замърсяване. Т.е. отвън идва замърсяване, но и ние също замърсяваме чужди територии. Трансграничното замърсяване е проблем отдавна. Търпим критика и от Брюксел заради замърсяване със серен диоксид от ТЕЦ Марица-Изток.

- Доколко замърсяваме Европа?

- Понеже в Европа преобладава западно-източния пренос, то ако има някакво трансгранично замърсяване от наша страна, то отива предимно към Гърция и Турция, и по-малко към Сърбия и Румъния.

- Вие се занимавате с моделиране на разпространението на замърсяване на въздуха. Каква е ролята му в този процес?

- Ролята на моделирането е да покаже замърсяване там, където, например, не е измерено. Моделирането може да покаже една цялостна картина, докато измерването показва замърсяването в дискретни точки и колкото и да е гъста мрежата на тези замервания, те са показват данни от дискретни точки.

Докато при моделирането моделът разделя цялата област на клетки с произволна големина, която зависи от моделиста и самият модел колко може да се раздели тази област. При по-сложните модели разделянето стига до 3 на 3 метра, което обаче изисква и голяма компютърна мощност, защото сметките, които върти един модел, са много - вътре са един куп уравнения, които отчитат пренос, дифузия на самия замърсител и се отчитат всички тези неща на базата на подадена информация - метеорологична, на емисиите, релефа и описание на сградния фонд.

- Извършва ли се сега такова моделиране у нас?

- Това по-фино моделиране, с по-висока разделителна способност, е възложено на мен и аз работя върху неговото внедряване. Идеята е този модел да може да даде точна прогноза за замърсяването в градски мащаб и да действа като система за ранно предупреждение, защото има такива модели, които могат да проследяват замърсителя. Например, както стана преди дни инцидента с изтичане на газ при катастрофата на "Цариградско шосе", такъв модел може да хване тази точка и да моделира съответното разпространение на съответното вещество. И понеже това е станало при земята, не е станало на височина, то околните сгради имат голям ефект за това как ще се разпространи самият облак от газ.

В случая, понеже нямаше почти никакъв вятър, облакът би могъл симетрично да се разпространи във всички посоки. Но примерно, тази верига от жилищни сгради, която се намира там, може да го възпре - пропан-бутанът е по-тежък от въздуха, това също трябва да се отчете. Т.е. има един куп фактори, които трябва да се отчетат при моделиране на замърсяването в градска среда.

Така че върху разработването на това моделиране има още много работа. Метеорологичните данни са налични, но това, което куца в момента, са данните от емисиите от транспорта, от автомобилния транспорт в града. Има достъп до данните от автоматичните пунктове за преброяване на колите, но те са само от Околовръстното шосе, а от центъра на града нямам. Всъщност на мен ми трябват данните от всички налични пунктове за преоброяване, за да мога да изградя някакъв алгоритъм, с който да се определи трафика на всяка една индивидуална улица.

- Очаквате ли да получите тези данни данни?

- Говорих със Столична община. Тя има такъв проект и се надявам да влезе в ход, за да имаме достъп до тези данни. Понеже замърсяването от такъв тип, а той има някаква периодичност - трафикът през нощта е по-слаб, отколкото през деня, идеята е да се види къде и колко статистически минават колите, за да може да зададем съответните емисии, а като зададем съответните емисии и пуснем модела, може да се направи едно доста точно прогнозиране на замърсяването.

- Как виждате във времето това да се случи, имам предвид за това по-фино моделиране на замърсяването?

- Може би около година и половина ще са необходими, но всички зависи от наличността да данните, с които ще разполагаме, от модела, който ще бъде пуснат в действие. Аз овладях няколко модела, всеки от тях си има и предимства, и недостатъци. Любимите ми модели са тези, които изчисляват точно най-фините влияния, потокът между сградите, грапавостта на земната повърхност, всичките препятствия, които има по нея, всичко може да отчете, но това изисква голяма компютърна мощ, да има компютърна осигуреност. Затова един такъв модел може да се пусне в по-локална територия, за да може да се моделира и да се получи резултат навреме. Например, аз имах едни тестови пресмятания на служебния си компютър, който има сравнително добра изчислителна мощ, но едно от пусканията на модела ми отне около една седмица,за да мога да направя всички сметки. Става дума за валидация на този модел?

- Това вид тест на модела за моделиране ли е?

- Да, прави се един макет на град в един аеродинамичен тунел, по който се пуска тестов замърсител. В тунела има много сензори и в него могат да се правят мното точни замервания. После тези база данни се пускат така се каже свободно в пространството и след това се изтеглят и се поставят в модела за моделиране. Идеята е дали той ще пресъздаде това, което наистина е било измерено действително в града. И всъщност тези всички тези изчисления на компютъра ми отнеха цяла седмица. Именно това имам предвид като казвам, че за моделирането е нужен мощен компютър. Например прогнозата на времето се прави на супер мощен компютър, защото в изислевянията там участват много данни.

- Ще ви осигурят ли такъв супер компютър и на вас?

- Имаме проект с Европейската космическа агенция и една по-мощна станция, която, предполагам, ще свърши работа, за да пуснем няколко от моделите в оперативен режим. Те.е да се състави прогнозата - да имам добра прогноза за полето на вятъра и в него да пуснем замърсителите с другия дисперсионен модел, защото тук говорим за система от модели.

ИЗБРАНО