Ανάπτυξη ολοκληρωμένης μεθοδολογίας για την εκτίμηση της επιβάρυνσης της αστικής ποιότητας αέρα από αιωρούμενα σωματίδια
Creators: name: Ντούρος, Ιωάννης Δ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Ποιότητα αέρα
Αβεβαιότητες
Μοντέλα
Ευρωπαϊκή οδηγία
Αιωρούμενα σωματίδια
Air quality
Uncertainties
Model
European Directive
Particulate matter

description: Σκοπός της διατριβής ήταν η ανάπτυξη μιας ολοκληρωμένης μεθοδολογίας για τη μελέτη της διάδοσης των αβεβαιοτήτων στα μοντέλα ποιότητας αέρα αστικής κλίμακας. Πιο συγκεκριμένα, με χρήση της προσέγγισης του πολυωνυμικού χάους, μελετήθηκε η διάδοση των αβεβαιοτήτων που ενυπάρχουν στα δεδομένα εισόδου των μοντέλων, προς τα τελικά τους αποτελέσματα. Η προτεινόμενη μέθοδος παρείχε τη δυνατότητα υπολογισμού συναρτήσεων πυκνότητας πιθανότητας για ένα πλήθος μεγεθών (συμπεριλαμβανομένων των ετήσιων μέσων όρων, του αριθμού υπερβάσεων και του σχετικού σφάλματος της Οδηγίας για την ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα της Ευρωπαϊκής Ένωσης), οι οποίες κατόπιν χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση των στατιστικών ιδιοτήτων του κάθε μεγέθους. Με αυτό τον τρόπο καθίσταται ευχερέστερη η ενδελεχής αποτίμηση των αβεβαιοτήτων των αποτελεσμάτων μοντέλων ποιότητας αέρα και να επιτυγχάνεται βαθύτερη κατανόηση της ευαισθησίας του μοντέλου στα διάφορα δεδομένα εισόδου. Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας πραγματοποιήθηκε για την Ευρύτερη Περιοχή της Θεσσαλονίκης, κάνοντας χρήση του μοντέλου ποιότητας αέρα αστικής κλίμακας OFIS, δίνοντας έμφαση στις προβλέψεις της κοινοτικής Οδηγίας. Στη βάση αυτής της ανάλυσης, εκτιμήθηκαν οι πιθανότητες για την υπέρβαση των οριακών τιμών της Οδηγίας για τους ετήσιους μέσους όρους και τον αριθμό των ωριαίων και ημερήσιων υπερβάσεων, για ρύπους όπως το διοξείδιο του αζώτου, το όζον και τα αιωρούμενα σωματίδια. Επιπλέον, με την προτεινόμενη μεθοδολογία, αποτιμήθηκε η ικανότητα του OFIS να επιτύχει τους ποιοτικούς στόχους που θέτει η Οδηγία για το χρησιμοποιούμενο μοντέλο ποιότητας αέρα.
description: The aim of the present thesis was to provide a robust methodology for the propagation of uncertainties from input data to the final results of an urban scale air quality model. More specifically, in the framework of a polynomial chaos approach, a set of multivariate functions was constructed for a number of metrics that result from the application of the model, such as mean annual concentrations and number of exceedances. Those functions were in turn employed in the frame of a Monte Carlo analysis to produce corresponding probability density functions for the underlying metrics. A wide range of associated probabilities and statistics could then be calculated in order to provide a comprehensive assessment of the uncertainty of the air quality model results, as well as to gain an insight on the sensitivity of the model to various input data. The development and the application of the methodological framework took place for the Greater Thessaloniki Area, Greece, using the OFIS urban scale air quality model and focusing on the provisions of the Air Quality Directive for pollutants such as nitrogen dioxide, ozone, and particulate matter. Based on this analysis, the probabilities for the exceedance of the legislated limit values for the mean annual concentrations and the number of hourly and daily exceedances were evaluated. Additionally, the method could offer an assessment of the ability of the air quality model to attain the modelling data quality objectives set by the EU Air Quality Directive.