Υπολογισμός εκπομπών σκόνης με την χρήση του Natural Emissions Model (NEMO)
Creators: name: Γκίρμπας, Παναγιώτης Σταύρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Εκπομπές σκόνης
Μοντελοποίηση φυσικών εκπομπών
Ποιότητα αέρα
Dust emissions
Natural emissions modeling
Air quality

description: Τις τελευταίες δεκαετίες, έχει αυξηθεί το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας για το ζήτημα των συγκεντρώσεων ρύπων στην ατμόσφαιρα και των αρνητικών επιπτώσεών τους στην ποιότητα του αέρα και την κλιματική αλλαγή. Ένα σημαντικό ποσοστό των συγκεντρώσεων αιωρούμενων σωματιδίων στην ατμόσφαιρα εκπέμπεται από φυσικές πηγές. Σε αυτήν την κατεύθυνση έχουν αναπτυχθεί διάφορες μεθοδολογίες οι οποίες έχουν την δυνατότητα να εκτιμήσουν τις εκπομπές σωματιδίων από φυσικές πηγές. Το Natural Emissions Model (NEMO) αποτελεί ένα μοντέλο υπολογισμού των εκπομπών αερομεταφερόμενης σκόνης, των αερολυμάτων θαλασσίου άλατος, των αερολυμάτων πρωτογενών βιολογικών σωματιδίων και των βιογενών πτητικών οργανικών ενώσεων. Το NEMO χρησιμοποιεί το μετεωρολογικό πεδίο του αριθμητικού μοντέλου μέσης κλίμακας Weather Research and Forecasting (WRF) model και παράγει εκτιμήσεις σωματιδίων PM2.5 και PM10. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάδειξη της σημασίας των φυσικών πηγών εκπομπής αερομεταφερόμενης σκόνης. Για τον λόγο αυτό αντλήθηκαν, επεξεργάστηκαν και παρουσιάζονται δεδομένα εκπομπών σωματιδίων σκόνης PM10, όπως εκτιμήθηκαν από το NEMO. Η χρονική διάρκεια των υπολογισμών αφορά το έτος 2015 και η περιοχή εφαρμογής του μοντέλου περιλαμβάνει το μεγαλύτερο κομμάτι της Ευρώπης, την Βόρεια Αφρική και την Δυτική Ασία. Η ανάλυση των δεδομένων εφαρμόστηκε στην συνολική περιοχή υπολογισμών καθώς και σε τρεις επιμέρους περιοχές, την Βόρεια Αφρική, την Μέση Ανατολή και την Νοτιοανατολική Ευρώπη. Για την οπτικοποίηση των δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν χάρτες και γραφήματα. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του ΝΕΜΟ, οι ετήσιες εκπομπές σκόνης στην συνολική περιοχή εφαρμογής φτάνουν τα 2598 Tg. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν την μεγάλη συνεισφορά των εκπομπών σκόνης από την περιοχή της Βόρειας Αφρικής, όπου οι ετήσιες τιμές τους φτάνουν τα 2005 Tg. Σημαντικές εκπομπές παρατηρήθηκαν στις περιοχές της Μέσης Ανατολής και της Δυτικής Ασίας. Στην περιοχή της Ευρώπης δεν παρατηρούνται αξιοσημείωτες εκπομπές. Επίσης, παρουσιάζονται οι εποχικές διακυμάνσεις των εκπομπών σκόνης, τόσο για τις πηγές της συνολικής περιοχής, όσο και για τις επιμέρους περιοχές. Παρατηρήθηκε ότι η χρονική διακύμανση των συνολικών εκπομπών, ακολουθεί την διακύμανση των εκπομπών της Βόρειας Αφρικής
description: Due to the past decades, the scientific community has become increasingly interested in the issue of atmospheric pollutant concentrations and their negative impacts on air quality and climate change. A significant percentage of particulate matter in the atmosphere is emitted from natural sources. In this direction, several methodologies have been developed that can estimate particulate matter emissions from natural sources. The Natural Emissions Model (NEMO) calculates particulate matter emissions from windblown dust, sea salt aerosols, primary biological aerosol particles, and biogenic volatile organic compounds. NEMO uses the meteorological field of the Weather Research and Forecasting (WRF) model to generate PM2.5 and PM10 particle estimates. The presented thesis aims to highlight the importance of natural sources of windblown dust emissions. For this reason, NEMO’s estimated PM10 dust emission data were pumped, processed, and presented. The duration of the calculations concerns the year 2015. The application area includes the largest part of Europe, North Africa, and West Asia. The data analysis was applied to the whole region of calculations as well as to three sub-regions, North Africa, the Middle East, and Southeastern Europe. Maps and graphs were used for the data visualization. The results highlighted the high levels of contribution of annual dust emissions from the North African region. Moreover, significant emissions were observed in the areas of the Middle East and West Asia. In addition, there are no significant emissions in Europe. The seasonal fluctuations of dust emissions are also presented for the whole area and the individual sub-regions. It was observed that the monthly variation of total emissions follows the ones of North African emissions