Operacyjne prognozowanie stężeń ozonu troposferycznego

Operacyjne prognozowanie stężeń ozonu
troposferycznego z użyciem modelowania w 2015 r.
ETAP IV
Zleceniodawca:
Główny Inspektorat Ochrony Środowiska
Praca wykonana na podstawie umowy nr 55/2012/F z dnia 27.11.2012 r. zawartej
pomiędzy GIOŚ a Wydziałem Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej,
finansowanej
ze
środków
NFOŚiGW
na
podstawie
umowy
nr 252/2012/Wn-50/MN-PO/D o realizację zadania państwowej jednostki
budżetowej zakwalifikowanego do dofinansowania z dnia 18.05.2012 r .
Zleceniodawca:
Główny Inspektorat Ochrony Środowiska
ul. Wawelska 52/54
00-922 Warszawa
Finansujący:
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
ul. Konstruktorska 3a
02-673 Warszawa
Operacyjne prognozowanie stężeń
z użyciem modelowania w 2015 r.
ozonu
troposferycznego
ETAP IV
Jednostka realizująca:
Wydział Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej
Kierownik projektu:
dr inż. Joanna Strużewska, Wydział Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej
Zespół autorski:
dr inż. Joanna Strużewska, Wydział Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej
dr hab. inż. Jacek W. Kamiński, Fundacja EkoPrognoza
mgr inż. Paweł Durka, Fundacja EkoPrognoza
mgr inż. Karol Szymankiewicz, Wydział Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej
2
Spis treści
1. System prognostyczny ............................................................................................................... 4
1.1. Model GEM-AQ ................................................................................................................... 4
1.2. Dane emisyjne ...................................................................................................................... 5
1.3. Konfiguracja modelu ............................................................................................................ 7
1.4. Prezentacja wyników prognozy .......................................................................................... 10
1.5. Wymagania techniczne i operacyjne .................................................................................. 13
2. Ocena sprawdzalności prognoz ozonu w 2015 r. .................................................................. 14
3. Zanieczyszczenie ozonem przyziemnym na podstawie prognoz 24-godzinnych ............... 31
3.1. Próg informowania społeczeństwa i próg alarmowy .......................................................... 31
3.2. Ochrona zdrowia: poziom docelowy 120 μg/m3 ................................................................ 32
3.3. Ochrona zdrowia: SOMO35 ............................................................................................... 33
3.4. Ochrona roślin: AOT40 ...................................................................................................... 35
4. Epizody wysokich stężeń ozonu w okresie letnim w 2015 r. ................................................ 37
4.1. Epizod 10–13 czerwca ........................................................................................................ 37
4.2. Epizod 2–7 lipca ................................................................................................................. 38
4.3. Epizod 16–18 lipca ............................................................................................................. 40
4.4. Epizod 31 lipca – 15 sierpnia ............................................................................................. 42
4.5. Epizod 29 sierpnia – 1 września ......................................................................................... 45
4.6. Udział epizodów w całkowitym narażeniu na ponadnormatywne stężenia ozonu ............ 47
5. Podsumowanie ......................................................................................................................... 52
Spis rysunków .............................................................................................................................. 54
Spis tabel ...................................................................................................................................... 55
3
1. System prognostyczny
Operacyjna krótkoterminowa prognoza stężenia ozonu troposferycznego w skali kraju,
realizowana w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r., wykorzystywała deterministyczny
system prognozowania EkoPrognoza.pl, zawierający model chemii troposfery GEM-AQ (Global
Environmental Multiscale – Air Quality). Zarówno system prognostyczny, jak i dane wejściowe
zostały szczegółowo opisane w raporcie „Operacyjne prognozowanie stężeń ozonu
troposferycznego w latach 2013–2015 z użyciem modelowania – opis metody” (grudzień 2012
r.).
EkoPrognoza jest deterministycznym systemem modelowania dynamiki i chemii
atmosfery, w którym stan końcowy jest określony przez matematyczno-fizyczną konstrukcję
modelu oraz informację wejściową, opisującą stan początkowy i znany przebieg wydarzeń
towarzyszących, takich jak: warunki brzegowe pól meteorologicznych i chemicznych, emisje
związków chemicznych, przebieg zmienności pól opisujących roślinność i pokrycie powierzchni
terenu.
System EkoPrognoza funkcjonuje w trybie operacyjnym na siatce pokrywającej cały
obszar Polski. Wszelkie dane wejściowe, wymagane do generowania prognozy jakości
powietrza, w tym m.in. pola geofizyczne, meteorologiczne oraz emisje naturalne i
antropogeniczne, są integralną częścią istniejącego systemu.
1.1. Model GEM-AQ
Model 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 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.
Moduły jakości powietrza wprowadzane są on-line do modelu meteorologicznego. W
odniesieniu do chemii fazy gazowej posiada on 35 transportowanych w drodze adwekcji,
4
głębokiej konwekcji i dyfuzji turbulencyjnej i 15 niepodlegających transportowi – ze względu na
krótki czas życia – związków gazowych. 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. Adwekcja i dyfuzja
pionowa substancji chemicznych jest liczona wewnątrz GEM, zgodnie z algorytmem używanym
do adwekcji i dyfuzji dla pary wodnej – wykorzystany został schemat semi-lagranżowski. Dla
niektórych substancji chemicznych wymagane są obliczenia dodatkowych wielkości zależnych
od aktualnych wartości parametrów meteorologicznych, tj. prędkości depozycji suchej,
współczynników fotolizy.
Integralną częścią modelu GEM-AQ jest moduł aerozolowy, który pozwala na symulacje
aerozolu atmosferycznego oraz jego interakcje ze związkami chemicznymi fazy gazowej. W
szczególności pozwala na symulacje reakcji heterogenicznej hydrolizy N2O5 prowadzącej do
powstawania HNO3. Reakcja ta zachodzi na powierzchni aerozolu atmosferycznego i ma bardzo
duży wpływ na koncentrację ozonu troposferycznego (Jacob, 2000; Thornton i inni, 2003).
Intensywność reakcji zależy zarówno od stężenia, jak i od powierzchni aerozolu.
Moduł aerozolowy CAM (Canadian Aerosol Model; Gong i inni, 2003) obejmuje
przemiany fizykochemiczne pięciu typów aerozoli o różnym składzie chemicznym:

aerozolu siarczanowego,

aerozolu organicznego,

węgla elementarnego (sadzy),

pyłu mineralnego,

soli morskiej.
1.2. Dane emisyjne
Dane o emisji z krajów europejskich pochodzą z bazy emisyjnej EMEP (o rozdzielczości
0,5° x 0,5°). Dla pozostałego obszaru zastosowano inwentaryzację emisji antropogenicznych
5
EDGAR (Emission Database for Global Atmospheric Research). Emisje niemetanowych lotnych
związków organicznych (NMLZO) poddano dezagregacji na substancje i grupy substancji istotne
dla modelowania przemian chemicznych.
Na potrzeby realizacji przedmiotowej pracy emisje zostały przygotowane według
metodyki relokacji, opracowanej na Wydziale Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej.
Metoda ta zakłada dostęp do ogólnoeuropejskiej inwentaryzacji emisji (w tym przypadku jest to
najnowsza dostępna inwentaryzacja EMEP). Relokacja polega na zastosowaniu informacji GIS
do stworzenia rozkładu źródeł w poszczególnych kategoriach SNAP, dla wymaganej
rozdzielczości. W procesie przetwarzania zachowany jest strumień masy zanieczyszczenia
według inwentaryzacji oryginalnej. Na podstawie dostępnych informacji GIS każdemu
kwadratowi drobnorozdzielczej siatki przyporządkowywana jest informacja na temat
występowania w nim poszczególnych kategorii SNAP97. Do uzyskania takich informacji
wykorzystano m.in:

bazę pokrycia terenu Corine Land Cover 2006 (CLC2006) pozyskaną ze strony
internetowej Europejskiej Agencji Środowiska (EEA)1;

bazę danych źródeł punktowych na terenie Polski z podziałem na kategorie SNAP97
(zasoby własne).
Stworzono również:

bazę danych położenia głównych dróg,

bazę danych położenia szlaków kolejowych,

bazę głównych lotnisk w Polsce.
Szczegółowe informacje odnośnie do metody zostały przedstawione w raportach:
„Operacyjne prognozowanie stężeń ozonu troposferycznego w latach 2013–2015 z użyciem
modelowania – opis metody” (grudzień 2012 r.) oraz „Wspomaganie systemu oceny jakości
powietrza z użyciem modelowania w zakresie ozonu troposferycznego dla lat 2012 i 2013.
Raport z modelowania stężeń ozonu w skali kraju. Rok 2012” (czerwiec 2013 r.).
1
http://www.eea.europa.eu.
6
Rysunek 1 przestawia rozkład przestrzenny całkowitego strumienia emisji NOX i LZO dla
obszaru Polski uzyskany na podstawie relokacji danych EMEP dla 2012 r. na siatce o
rozdzielczości 5 km.
Rysunek 1. Całkowity strumień emisji NOX i LZO dla Polski na podstawie inwentaryzacji EMEP dla 2012r.,
poddanej relokacji na siatce o rozdzielczości 5 km; jednostka [Mg/km2].
Wielkość emisji zanieczyszczeń ze źródeł naturalnych – węglowodorów biogennych,
emisji NOX w wyniku wyładowań atmosferycznych oraz związków pochodzących z pożarów
biomasy – określono w skali globalnej na podstawie bazy GEIA (Global Emissions Inventory
Activity). Biogenna emisja węglowodorów (m.in. izopren i terpeny) jest określona dla warunków
standardowych i modyfikowana w zależności od wielkości prognozowanego promieniowania
słonecznego i temperatury.
1.3. Konfiguracja modelu
Obliczenia modelem GEM-AQ były wykonywane na siatce globalnej o zmiennej
rozdzielczości, przy czym rozdzielczość nad Europą Środkową wynosiła ok. 10 km (Rysunek 2).
Konfiguracja taka zapewnia właściwe odtworzenie napływu transgranicznego.
7
Rysunek 2.
Konfiguracja
siatki
globalnej
o
zmiennej rozdzielczości: czarny kwadrat obejmuje
obszar o rozdzielczości 10 km, czerwona linia
obrazuje
równik
w
obróconym
układzie
współrzędnych (wykreślona co druga linia).
Rysunek 3. Konfiguracja siatki ograniczonego
obszaru
o
rozdzielczości
numeryczny
jest
5
km.
Absorber
zaznaczony
liniami
przerywanymi.
Wszystkie pola meteorologiczne i chemiczne były archiwizowane co godzinę w celu
zagnieżdżenia modelu nad Polską na siatce ~5 km (Rysunek 3). Wyniki obliczeń archiwizowano
również w interwałach 1-godzinnych dla następujących zmiennych:
1) meteorologicznych:

temperatura (°C),

wilgotność właściwa (kg/kg),

ciśnienie (hPa);
2) chemicznych:

stężenie O3 (ppbv).
8
Wartości stężeń zanieczyszczeń dla najniższej warstwy modelu, która ma reprezentować
wartości „przy powierzchni ziemi”, poddawane były przeliczeniu do jednostki µg/m3, z
uwzględnieniem masy cząsteczkowej ozonu oraz gęstości powietrza obliczonej na podstawie
chwilowych wartości parametrów meteorologicznych.
Obliczone diagnostyki dla kolejnych trzech dni prognozy obejmowały:
 stężenia maksymalne 1-godzinne,
 stężenia maksymalne spośród 8-godzinnych średnich kroczących,
 stężenia 24-godzinne.
Ponadto każdego dnia przygotowywana była 24-godzinna animacja zmienności rozkładu
stężeń 1-godzinnych. Rysunek 4 przedstawia schemat realizacji prognozy.
Symulacja w skali globalnej,
10 km nad Europą
Transfer zbiorów
stanowiących warunki
początkowe i brzegowe
symulacji zagnieżdżonej
Symulacje zagnieżdżone
Przetwarzanie danych:
•
•
obliczenia wartości
średnich i
maksymalnych,
analiza wyników pod
kątem przekraczania
norm.
Przetwarzanie graficzne –
NCL:
•
•
mapy stężeń średnich i
maksymalnych,
animacje.
Transfer danych na
serwery GIOS i WIOS.
Rysunek 4. Schemat blokowy realizacji prognozy.
9
1.4. Prezentacja wyników prognozy
Prognoza realizowana była od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. Wyniki prognoz były
udostępniane
na
portalu
Głównego
Inspektoratu
Ochrony
Środowiska
(http://powietrze.gios.gov.pl), z możliwością powielania przez Wojewódzkie Inspektoraty
Ochrony Środowiska. Każdego dnia była dostarczana prognoza stężeń ozonu na kolejne trzy
doby. Wyniki obliczeń systemu EkoPrognoza dla stężeń ozonu były udostępniane w postaci
zbiorów w formacie graficznym PNG.
Zanieczyszczenie ozonem przedstawiono na mapach w skali kraju (Rysunek 5) oraz dla
poszczególnych województw. Ponadto przygotowana była animacja zmienności pól stężeń ozonu
dla pierwszych 24 godzin.
Rysunek 5. Przykładowa mapa najwyższego 8-godzinnego stężenia ozonu dla obszaru Polski (prognoza na dzień 4
lipca 2015 r.).
Mapy prognoz dla poszczególnych województw posiadają zaznaczone obszary stref
(aglomeracje o liczbie mieszkańców powyżej 250.000, miasta powyżej 100.000 mieszkańców
oraz pozostały obszar województwa) (Rysunek 6).
10
11
12
Rysunek 6. Przykładowe mapy najwyższego 8-godzinnego stężenia ozonu dla poszczególnych województw
(prognoza na dzień 4 lipca 2015 r.).
1.5. Wymagania techniczne i operacyjne
Obliczenia były realizowane na 42-procesorowym klastrze (Intel(R) Xeon(R) CPU
X5650 @ 2.67GHz). Przy przyjętej konfiguracji siatek oraz liczbie poziomów w modelu czas
trwania obliczeń dla prognozy 72-godzinnej wynosił ok. 2 godzin.
13
2. Ocena sprawdzalności prognoz ozonu w 2015 r.
Wstępną
ocenę
sprawdzalności
prognoz
przeprowadzono
na
podstawie
niezweryfikowanych pomiarów udostępnionych przez GIOŚ z systemu JPOAT. Spośród stacji,
na których były dostępne pomiary, odrzucono te, dla których analiza jednorodności ciągu
wskazywała na możliwość występowania błędów grubych oraz stacje ze zbyt małą liczbą
prawidłowych pomiarów. Analizie poddano 89 stacji (Tabela 2).
Tabela 1. Stacje monitoringowe wykorzystane w analizach sprawdzalności prognoz ozonu w okresie od 1
kwietnia do 30 września 2015 r.
Nazwa stacji
Długość
Szerokość
geograficzna
geograficzna
Typ stacji
1.
Belsk-IGPAN
51.8352
20.7915
Tło pozamiejskie
2.
Biały-Słup
50.5914
22.9967
Tło pozamiejskie
3.
Borowiec
52.2767
17.0739
Tło pozamiejskie
4.
Borsukowizna
53.2188
23.6421
Tło pozamiejskie
5.
Czerniawa
50.9125
15.3122
Tło pozamiejskie
6.
Gajew
52.1431
19.2331
Tło pozamiejskie
7.
Granica-KPN
52.2859
20.4547
Tło pozamiejskie
8.
Jarczew
51.8144
21.9714
Tło pozamiejskie
9.
Koniczynka
53.0806
18.6842
Tło pozamiejskie
10. Krzyżówka
52.5010
17.7735
Tło pozamiejskie
11. Liniewko
54.1023
18.1813
Tło pozamiejskie
12. Nowiny
50.8231
20.5335
Tło pozamiejskie
13. Osieczów
51.3177
15.4317
Tło pozamiejskie
14. Parzniewice
51.2912
19.5176
Tło pozamiejskie
15. Puszcza-Borecka
54.1253
22.0381
Tło pozamiejskie
16. Słupsk
54.4635
17.0469
Tło pozamiejskie
17. Smolary-Bytnickie
52.1722
15.2067
Tło pozamiejskie
14
18. Szarów
50.0072
20.2575
Tło pozamiejskie
19. Szymbark
49.6044
21.1172
Tło pozamiejskie
20. Ustroń
49.7197
18.8265
Tło pozamiejskie
21. Widuchowa
53.1223
14.3823
Tło pozamiejskie
22. Wilczopole
51.1633
22.5986
Tło pozamiejskie
23. Zielonka
53.6500
17.9333
Tło pozamiejskie
24. Złoty-Potok
50.7120
19.4600
Tło pozamiejskie
25. Biała Podlaska
52.0291
23.0162
Miejska
26. Białystok
53.1386
23.2299
Miejska
27. Bielsko-Biała
49.8135
19.0273
Miejska
28. Bydgoszcz
53.1341
17.9957
Miejska
29. Ciechocinek
52.8883
18.7819
Miejska
30. Cieszyn
49.7382
18.6391
Miejska
31. Częstochowa
50.8174
19.1194
Miejska
32. Dąbrowa Górnicza
50.3290
19.2313
Miejska
33. Elbląg
54.1678
19.4109
Miejska
34. Gdańsk-Szadółki
54.3283
18.5578
Miejska
35. Gdańsk-Wrzeszcz
54.3803
18.6203
Miejska
36. Gdynia-Dąbrowa
54.4658
18.4649
Miejska
37. Gdynia-Pogórze
54.5608
18.4933
Miejska
38. Gołdap
54.3058
22.3072
Miejska
39. Gorzów Wlkp.
52.7382
15.2287
Miejska
40. Jasło
49.7449
21.4546
Miejska
41. Jelenia góra
50.9134
15.7656
Miejska
42. Katowice
50.2646
18.9745
Miejska
43. Kędzierzyn-Koźle
50.3496
18.2366
Miejska
44. Kielce
50.8725
20.6050
Miejska
15
45. Kłodzko
50.4335
16.6536
Miejska
46. Konin
52.2256
18.2689
Miejska
47. Kościerzyna
54.1189
17.9686
Miejska
48. Kraków-Kurdwanów
50.0103
19.9489
Miejska
49. Lębork
54.5463
17.7459
Miejska
50. Legionowo
52.4076
20.9559
Miejska
51. Legnica
51.2046
16.1805
Miejska
52. Łódź-Gdańska
51.7754
19.4509
Miejska
53. Łódź-Widzew
51.7581
19.5298
Miejska
54. Lublin
51.2594
22.5691
Miejska
55. Malbork
54.0313
19.0326
Miejska
56. Mrągowo
53.8661
21.2961
Miejska
57. Nisko
50.5299
22.1125
Miejska
58. Oleśno
50.8770
18.4169
Miejska
59. Olsztyn
53.7892
20.4861
Miejska
60. Opole
50.6670
17.9228
Miejska
61. Ostróda
53.6921
19.9655
Miejska
62. Pabianice
51.6680
19.3687
Miejska
63. Piastów
52.1917
20.8375
Miejska
64. Piotrków Trybunalski
51.4044
19.6970
Miejska
65. Płock-Gimnazjum
52.5562
19.6877
Miejska
66. Połaniec
50.4289
21.2772
Miejska
67. Poznań
52.4203
16.8772
Miejska
68. Radom
51.3991
21.1475
Miejska
69. Rybnik
50.1112
18.5161
Miejska
70. Rzeszów
50.0340
22.0107
Miejska
71. Siedlce
52.1721
22.2820
Miejska
16
72. Sulęcin
52.4377
15.1224
Miejska
73. Świdnica
50.8466
16.4669
Miejska
74. Szczecin-Andrzejewskiego
53.3810
14.6633
Miejska
75. Tarnów
50.0203
21.0047
Miejska
76. Toruń
53.0286
18.6661
Miejska
77. Trzebinia
50.1594
19.4775
Miejska
78. Wałbrzych
50.7688
16.2697
Miejska
79. Warszawa-Podleśna
52.2809
20.9622
Miejska
80. Warszawa-Targówek
52.2909
21.0425
Miejska
81. Warszawa-Ursynów
52.1608
21.0338
Miejska
82. Wodzisław
50.0075
18.4557
Miejska
83. Wrocław-Bartnicza
51.1116
17.1411
Miejska
84. Wrocław-Korzeniowskiego
51.1294
17.0293
Miejska
85. Zabrze
50.3165
18.7724
Miejska
86. Zakopane
49.2936
19.9601
Miejska
87. Żary
51.6427
15.1278
Miejska
88. Zielona-Góra
51.9398
15.5189
Miejska
89. Żyrardów
52.0538
20.4299
Miejska
Analiza odchyleń wartości modelowanych od obserwacji została przeprowadzona dla
serii prognoz 24-godzinnych, w odniesieniu do wielkości normowanych – najwyższej dobowej
wartości stężenia ozonu spośród 8-godzinnych średnich kroczących (wartość docelowa, poziom
celu długoterminowego) oraz maksymalnego stężenia ozonu w ciągu doby (poziom
informowania społeczeństwa, poziom alarmowy). Tabela 2 przedstawia obliczone miary błędów:
MBE2, RMSE3, korelację i miarę niepewności modelowania według dyrektywy 2008/50/WE,
 O
n
2
MBE 
i 1
3
model
 O3
n
pomiar

,
n  liczba obserwacji
17
według której co najmniej 90% wartości modelowanych powinno zachowywać odchylenie od
obserwacji nie większe niż 50%.
Błąd MBE pomaga ocenić, czy obliczenia modelu obarczone są błędem systematycznym.
Przy założonej formule ujemna wartość świadczy o częstym niedoszacowaniu, a dodatnia o
przeważającej liczbie przypadków, gdy prognozowane wartości były zbyt wysokie. W przypadku
prognoz 24-godzinnych w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. średni błąd MBE dla
wszystkich stacji wyniósł -0.64 µg/m3 zaś odchylenie przeciętne jest ujemne na ponad połowie
analizowanych stacji (58.4 %). Wskazuje to na tendencje do niedoszacowania prognoz w
stosunku do obserwowanej wartości stężeń ozonu. Na większości stacji (86.5%) różnice
bezwzględne między modelem a obserwacją są niskie, w granicach od 0 do 10 µg/m3. Na
pozostałych 13.5% stacji różnice te nie przekraczały 20 µg/m3. Wyjątek stanowi stacja
Warszawa Targówek, dla której błąd średni MBE wyniósł ponad 30 µg/m3. Odchylenie
średniokwadratowe (RMSE) jest miarą błędu całkowitego, zatem w tym przypadku nie następuje
kompensacja odchyleń dodatnich i ujemnych, a więc wartość RMSE jest wyższa niż MBE.
Średnia wartość tego błędu w analizowanym okresie wyniosła 19.83 µg/m 3, z czego na
większości stacji (78.6 %) wahała się w granicach 14–21 µg/m3.
Współczynnik
korelacji
jest
miarą
zgodności
czasowej
zmienności
wartości
modelowanych i obserwacji. Zawiera on informację m.in. o tym, czy wzrosty i spadki stężeń
ozonu, wynikające z cyklu dobowego oraz ze zmienności sytuacji meteorologicznej, w dużej
skali są przez model poprawnie odtwarzane. Dla badanej serii współczynnik korelacji w
przypadku ośmiogodzinnej średniej kroczącej dla 88.7 % stacji zawiera się w przedziale od 0.6
do 0.82, natomiast dla wartości maksymalnych równie wysokie korelacje zostały osiągnięte dla
92.1% stacji .
Tylko na jednej stacji (Warszawa-Targówek) nie spełnione jest kryterium dokładności
modelowania według dyrektywy 2008/50/WE, przy czym na większości stacji (84.3 % dla
ośmiogodzinnej średniej kroczącej, 92.1 % w przypadku wartości maksymalnych) założone
kryterium spełnia ponad 98% par wartości obserwowanych i modelowanych stężeń ozonu.
Należy zaznaczyć, że o kryterium to zostało spełnione w 100 % na 22 stacjach w przypadku 8-
 O
n
3
RMSE 
i 1
model
3
n
 O3

pomiar 2
,
n  liczba obserwacji
18
godzinnej średniej kroczącej oraz aż na 63 stacjach w przypadku wartości maksymalnych stężeń
ozonu.
Tabela 2. Miary odchyleń modelowanych stężeń ozonu od obserwacji, obliczone dla okresu od 1 kwietnia do
30 września 2015 r.
Statystyczne miary odchyleń modelu od obserwacji
Stacja
Niepewność
MBE
RMSE
modelowania wg.
korelacja
dyrektywy
2008/50/WE
8h
Max
8h
max
8h
Max
Avg
Max
Belsk-IGPAN
-0.29
0.18
17.91
18.90
0.69
0.70
100.00
100.00
Biała Podlaska
-5.73
-4.99
17.13
17.30
0.79
0.79
100.00
100.00
Biały-Słup
-6.77
-8.42
23.26
21.31
0.55
0.62
98.22
100.00
Białystok
-4.53
-4.19
17.15
15.82
0.69
0.75
98.35
100.00
Bielsko-Biała
-1.19
-3.09
19.92
20.63
0.69
0.69
98.36
100.00
Borowiec
-3.46
-3.53
17.82
18.11
0.74
0.76
99.40
100.00
Borsukowizna
-4.64
-4.99
18.18
17.90
0.67
0.70
98.33
100.00
8.62
8.78
17.98
18.42
0.73
0.71
98.35
100.00
Ciechocinek
-6.06
-5.94
21.44
22.80
0.59
0.59
94.51
96.34
Cieszyn
-5.42
-3.88
20.41
20.47
0.74
0.74
99.43
100.00
-11.21
-12.61
21.67
23.39
0.67
0.66
100.00
100.00
-3.64
-2.50
19.51
19.46
0.71
0.73
99.44
100.00
Dąbrowa Górnicza
7.26
5.17
22.63
20.56
0.75
0.80
96.72
98.91
Elbląg
0.00
0.99
15.85
16.39
0.67
0.70
99.44
100.00
Gajew
0.91
1.28
16.51
15.55
0.75
0.79
98.90
100.00
Gdańsk-Szadółki
-5.61
-6.26
18.22
19.22
0.46
0.49
99.45
100.00
Gdańsk-Wrzeszcz
-15.57
-15.75
25.99
25.71
0.11
0.29
93.96
97.27
Gdynia-Dąbrowa
-3.09
-2.79
15.54
16.07
0.59
0.64
99.45
100.00
Gdynia-Pogórze
1.77
0.87
16.29
17.49
0.51
0.53
99.45
100.00
Bydgoszcz
Czerniawa
Częstochowa
19
Gołdap
-5.91
-4.99
19.09
18.71
0.49
0.51
100.00
100.00
Gorzów Wlkp.
4.41
3.96
17.91
19.49
0.65
0.63
100.00
100.00
Granica-KPN
2.33
2.79
17.91
17.22
0.67
0.72
98.32
100.00
Jarczew
5.43
7.05
16.44
17.59
0.74
0.75
99.45
100.00
Jasło
3.58
1.38
20.39
18.81
0.60
0.66
96.72
100.00
-13.97
-16.00
25.95
25.87
0.64
0.69
98.91
100.00
Katowice
1.73
0.47
20.98
20.20
0.73
0.78
98.91
100.00
Kędzierzyn-Koźle
3.17
3.24
17.80
19.06
0.77
0.77
100.00
100.00
Kielce
2.81
3.04
19.34
19.81
0.67
0.70
98.36
98.91
Kłodzko
-3.7
-4.47
18.42
18.14
0.73
0.75
99.45
100.00
-3.21
-2.76
17.10
16.75
0.72
0.75
98.90
100.00
8.17
9.38
15.67
16.69
0.82
0.82
100.00
100.00
Kościerzyna
-1.43
-0.69
16.63
16.97
0.65
0.68
100.00
100.00
KrakówKurdwanów
7.01
5.23
25.08
25.87
0.61
0.62
95.63
97.81
Krzyżówka
-6.27
-5.81
18.32
17.63
0.74
0.78
100.00
100.00
Lębork
-3.02
-3.29
14.69
15.11
0.66
0.70
99.18
99.21
5.58
6.20
18.22
18.72
0.76
0.78
100.00
100.00
Legnica
-3.57
-5.94
22.01
21.21
0.70
0.75
98.33
100.00
Liniewko
-0.63
0.43
20.02
21.84
0.60
0.59
96.70
96.72
Łódź-Gdańska
2.17
2.94
17.75
18.73
0.72
0.73
98.91
100.00
Łódz-Widzew
-2.65
-1.55
18.52
17.30
0.71
0.76
98.91
100.00
Lublin
13.14
12.63
21.26
21.19
0.71
0.71
97.18
99.44
Malbork
15.27
16.02
22.67
23.79
0.67
0.70
98.84
98.30
Mrągowo
-8.91
-6.78
21.41
20.64
0.43
0.49
98.36
98.91
Nisko
-1.71
-3.11
22.00
20.86
0.63
0.69
97.27
99.45
Nowiny
-10.9
-10.63
22.35
22.24
0.68
0.70
99.45
100.00
Jelenia góra
Koniczynka
Konin
Legionowo
20
Oleśno
12.21
13.64
19.38
20.39
0.76
0.78
100.00
100.00
Olsztyn
3.24
4.58
16.91
17.31
0.63
0.66
98.87
99.44
Opole
1.43
1.76
16.46
17.04
0.77
0.78
100.00
100.00
-4.71
-4.12
19.89
21.07
0.67
0.65
99.44
99.45
-10.25
-9.77
23.40
22.35
0.41
0.51
97.58
99.40
-1.63
-0.22
17.73
18.04
0.75
0.75
99.44
98.91
-2.6
-1.21
18.32
16.99
0.71
0.78
100.00
100.00
-4.41
-3.81
18.01
18.72
0.76
0.78
100.00
100.00
6.29
7.74
18.19
19.06
0.73
0.75
98.91
100.00
3.7
7.37
17.75
19.29
0.54
0.59
100.00
100.00
Połaniec
3.38
2.91
18.69
17.86
0.68
0.72
98.91
99.45
Poznań
0.55
-0.83
17.35
17.88
0.76
0.77
100.00
100.00
-6.69
-5.80
21.46
24.02
0.52
0.46
99.37
98.85
Radom
6.42
6.41
18.92
19.25
0.73
0.76
98.88
98.32
Rybnik
2.79
2.03
20.61
21.95
0.74
0.74
98.89
99.44
Rzeszów
8.41
7.66
21.27
20.63
0.63
0.67
94.48
97.25
Siedlce
-0.51
-0.53
15.89
15.87
0.71
0.73
100.00
100.00
Słupsk
0.18
0.19
15.16
15.74
0.66
0.69
100.00
100.00
Smolary-Bytnickie
-7.79
-8.92
18.61
20.13
0.78
0.77
99.44
100.00
Sulęcin
-5.33
-5.47
17.47
17.18
0.75
0.79
99.42
100.00
Świdnica
-5.95
-6.30
19.17
19.98
0.65
0.66
99.45
100.00
6.42
4.64
17.81
19.83
0.81
0.80
97.52
99.19
-10.11
-10.48
22.38
22.99
0.43
0.48
98.36
98.91
-2.41
-3.52
17.19
17.96
0.67
0.68
99.45
100.00
Tarnów
4.85
4.17
18.92
19.36
0.74
0.74
98.34
100.00
Toruń
2.02
1.67
16.57
15.95
0.72
0.76
98.91
100.00
Osieczów
Ostróda
Pabianice
Parzniewice
Piastów
Piotrków
Trybunalski
Płock-Gimnazjum
Puszcza-Borecka
Szarów
SzczecinAndrzejewskiego
Szymbark
21
Trzebinia
-1.28
-1.60
20.75
22.40
0.69
0.68
98.91
100.00
Ustroń
-5.61
-7.09
21.00
21.57
0.71
0.73
98.91
100.00
Wałbrzych
-4.52
-4.91
17.54
18.02
0.71
0.71
100.00
100.00
WarszawaPodleśna
-0.14
0.46
18.62
19.40
0.65
0.66
99.45
100.00
WarszawaTargówek
31.32
30.37
37.42
38.19
0.62
0.62
77.65
80.56
WarszawaUrsynów
18.11
19.55
27.55
31.07
0.64
0.58
97.25
97.80
Widuchowa
-9.03
-9.01
19.97
21.37
0.57
0.57
100.00
99.44
Wilczopole
6.5
7.10
17.97
17.93
0.72
0.75
97.27
98.91
Wodzisław
4.15
2.40
20.69
21.44
0.72
0.74
99.44
100.00
WrocławBartnicza
8.86
9.43
18.03
18.00
0.75
0.79
99.45
100.00
WrocławKorzeniowskiego
2.73
1.21
18.97
18.03
0.73
0.77
99.45
100.00
Zabrze
-0.45
-1.20
20.36
21.76
0.71
0.72
99.45
100.00
Zakopane
-1.27
-4.47
16.84
19.09
0.64
0.61
99.45
100.00
Żary
-3.51
-4.83
18.54
20.59
0.73
0.71
99.40
100.00
Zielona-Góra
-6.49
-6.84
17.80
19.57
0.78
0.76
100.00
100.00
Zielonka
-3.02
-3.05
18.35
17.76
0.65
0.70
98.89
100.00
-17.05
-16.81
28.11
28.03
0.67
0.70
98.91
100.00
4.71
6.26
21.5
24.25
0.68
0.65
95.05
95.63
Złoty-Potok
Żyrardów
Rysunek 7 przedstawia przebiegi modelowanych (czerwona linia) i obserwowanych
(niebieska linia) stężeń ozonu, w odniesieniu do najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej,
uśrednione dla wszystkich stacji. Zmienność czasowa wykazuje bardzo dobrą zgodność,
jakkolwiek w miesiącu kwietniu i w pierwszej połowie sierpnia wystąpiło niedoszacowanie, zaś
w drugiej połowie czerwca prognozowane wartości stężeń były przeszacowane. Zgodność
średniookresowa związana ze zmianą napływu i charakterystyk mas powietrza odtworzona
została prawidłowo, o czym świadczy wysoka wartość współczynnika korelacji.
22
Najwyższe obserwowane i modelowane stężenia ozonu na obszarze kraju wystąpiły w
pierwszej połowie czerwca, na początku lipca
oraz w okresie długotrwałych fal upałów
obejmującej pierwszą połowę sierpnia i początek września. Po epizodzie wysokich stężeń na
przełomie sierpnia i września wartości stężeń ozonu znacząco zmalały.
Rysunek 7. Uśredniona dla wszystkich stacji zmienność prognozowanej najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej
stężeń ozonu w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. (model GEM-AQ – czerwona linia, obserwacje –
niebieska linia).
Rysunek 8 przedstawia najwyższe stężenie ozonu zaobserwowane w ciągu doby,
uśrednione dla całego obszaru Polski. Podobnie jak w przypadku 8-godzinnej średniej kroczącej,
zgodność dobowych stężeń maksymalnych jest bardzo dobra od kwietnia do września, z
wyłączeniem wspomnianych powyżej okresów. Podobnie kształtują się niedoszacowania w
analogicznym czasie jak w przypadku 8-godzinnej średniej kroczącej, choć sam przebieg
wykresu i jeszcze wyższa wartość współczynnika korelacji wskazują na to, że wartości
maksymalne zostały odwzorowane lepiej w przypadku dziennych maksimów ozonu.
23
Rysunek 8. Uśredniona dla wszystkich stacji zmienność prognozowanego maksymalnego dobowego stężenia ozonu
w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. (model GEM-AQ – czerwona linia, obserwacje – niebieska linia).
W odniesieniu do przekroczeń progu informowania społeczeństwa, na podstawie
informacji z bazy danych niezweryfikowanych pomiarów udostępnionych przez GIOŚ z systemu
JPOAT można stwierdzić, że w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. odnotowano aż 20
dni, w których wartości stężeń jednogodzinnych przekroczyły poziom 180 µg/m 3 (Tabela 3).
Oprócz dwóch dni (13 czerwca oraz 1 września) wszystkie przekroczenia wystąpiły w lipcu i
sierpniu. W ciągu 20 dni zarejestrowano 261 przekroczeń progu informowania na 38 stacjach:

114 na stacjach województwa śląskiego

54 na stacjach województwa śląskiego

19 na stacjach województwa lubuskiego

16 na stacjach województwa małopolskiego

12 na stacjach województwa wielkopolskiego

11 na stacjach województwa mazowieckiego

10 na stacjach województwa warmińsko – mazurskiego
24

8 na stacjach województwa opolskiego

7 na stacjach województwa świętokrzyskiego

6 na stacjach województwa łódzkiego

4 na stacjach województwa podkarpackiego
Maksymalne pomierzone stężenie ozonu na stacji w Polsce w badanym okresie wyniosło
214 µg/m3 (stacja w Żarach, 4 lipca 2015 r., godz. 12.00).
Maksymalne dobowe wartości stężeń ozonu prognozowane przez model GEM-AQ w
dniach, w których odnotowano przekroczenie progu informowania, zazwyczaj były nieco niższe
od obserwowanych. Duże różnice między prognozą a obserwacjami występują głównie w trakcie
sierpniowego epizodu wysokich stężeń. Najlepszy wynik uzyskano na początku lipca oraz 1
września, kiedy model pokazywał niemal identyczne lub tylko nieco niższe stężenia niż
pomierzone. W pozostałych przypadkach niedoszacowania wahały się zazwyczaj w granicach
okolicach 20 do 30–40 µg/m3.
Tabela 3. Zestawienie obserwowanych i prognozowanych przekroczeń progu informowania społeczeństwa w
okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r.
Data
Stacja
Województwo
Strefa
Kod
strefy
Czas
trwania
[godz.]
Wartość
pomierzona
Wartość
modelowa
Parzniewice
łódzkie
strefa łódzka
PL1002
1
180
140-160
Rybnik
śląskie
Aglomeracja
RybnickoJastrzębska
PL2402
2
180-190
130-150
Zabrze
śląskie
Aglomeracja
Górnośląska
PL2401
2
180-190
130-150
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
3
180-190
120-140
Żary
lubuskie
strefa lubuska
PL0803
4
180-215
140-160
Częstochowa
śląskie
miasto
Częstochowa
PL2404
2
180-190
160-180
Kędzierzyn
Koźle
opolskie
strefa opolska
PL1602
1
180
160-180
KrakówKurdwanów
małopolskie
Aglomeracja
Krakowska
PL1201
2
180
160-180
13-06-2015
4-07-2015
5-07-2015
25
Nowiny
świętokrzyskie
strefa
świętokrzyska
PL2602
1
181
140-160
Piastów
mazowieckie
strefa
mazowiecka
PL1404
2
180-190
180-200
Puszcza
Borecka
warmińskomazurskie
strefa
warmińskomazurska
PL2803
10
180-190
120-140
Szarów
małopolskie
strefa
małopolska
PL1203
1
180-190
160-180
Trzebinia
małopolskie
strefa
małopolska
PL1203
3
180-190
180-200
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
7
180-190
140-160
Nisko
podkarpackie
strefa
podkarpacka
PL1802
1
180
160-180
Rzeszów
podkarpackie
miasto
Rzeszów
PL1801
1
184
140-160
Szarów
małopolskie
strefa
małopolska
PL1203
1
188
140-160
Tarnów
małopolskie
miasto
Tarnów
PL1202
1
191
140-160
Cieszyn
śląskie
strefa śląska
PL2405
2
180-190
140-160
Dąbrowa
Górnicza
śląskie
Aglomeracja
Górnośląska
PL2401
2
180-200
160-180
Katowice
śląskie
Aglomeracja
Górnośląska
PL2401
1
182
160-180
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
4
180-190
140-160
Częstochowa
śląskie
miasto
Częstochowa
PL2404
1
183
160-180
Piastów
mazowieckie
strefa
mazowiecka
PL1404
1
181
130-150
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
3
190-210
140-160
Dąbrowa
Górnicza
śląskie
Aglomeracja
Górnośląska
PL2401
2
180-190
140-160
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
3
180-190
100-120
Rybnik
śląskie
Aglomeracja
Rybnicko-
PL2402
2
180-190
160-180
6-07-2015
7-07-2015
18-07-2015
22-07-2015
3-08-2015
26
Jastrzębska
Łódź Gdańska
łódzkie
Aglomeracja
Łódzka
PL1001
1
184
160-180
Szarów
małopolskie
strefa
małopolska
PL1203
1
181
120-140
Trzebinia
małopolskie
strefa
małopolska
PL1203
3
180-190
120-140
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
5
180-190
120-140
Katowice
śląskie
Aglomeracja
Górnośląska
PL2401
2
180-190
120-140
Legnica
dolnośląskie
miasto
Legnica
PL0202
2
180-190
120-140
Rybnik
śląskie
Aglomeracja
RybnickoJastrzębska
PL2402
6
180-200
140-160
Ustroń
śląskie
strefa śląska
PL2405
1
191
120-140
Wodzisław
śląskie
strefa śląska
PL2405
1
182
130-150
Zabrze
śląskie
Aglomeracja
Górnośląska
PL2401
1
186
130-150
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
7
180-190
130-150
Jelenia Góra
dolnośląskie
strefa
dolnośląska
PL0204
8
180-190
130-150
Kędzierzyn
Koźle
opolskie
strefa opolska
PL1602
1
185
140-160
Krzyżówka
wielkopolskie
strefa
wielkopolska
PL3003
5
180-190
130-150
Legnica
dolnośląskie
miasto
Legnica
PL0202
9
180-200
140-180
Opole
opolskie
miasto Opole
PL1601
1
181
140-160
Trzebinia
małopolskie
strefa
małopolska
PL1203
2
182
130-150
WrocławKorzeniowskieg
o
dolnośląskie
Aglomeracja
Wrocławska
PL0201
5
180-190
130-160
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
1
185
120-140
5-08-2015
6-08-2015
7-08-2015
27
8-08-2015
10-08-2015
11-08-2015
Gajew
łódzkie
strefa łódzka
PL1002
1
185
160-180
Legionowo
mazowieckie
strefa
mazowiecka
PL1404
2
180-190
140-160
Parzniewice
łódzkie
strefa łódzka
PL1002
2
180-190
140-160
Piastów
mazowieckie
strefa
mazowiecka
PL1404
1
183
100-120
Poznań
wielkopolskie
Aglomeracja
Poznańska
PL3001
2
180-190
140-160
Smolary
Bytnickie
lubuskie
strefa lubuska
PL0803
4
180-200
120-140
Sulęcin
lubuskie
strefa lubuska
PL0803
2
180-190
100-120
Zielona Góra
lubuskie
miasto Zielona
Góra
PL0802
1
185
130-150
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
6
180-200
140-160
Jelenia Góra
dolnośląskie
strefa
dolnośląska
PL0204
2
180-190
100-120
Katowice
śląskie
Aglomeracja
Górnośląska
PL2401
1
189
100-120
Kędzierzyn
Koźle
opolskie
strefa opolska
PL1602
2
190-200
120-140
KrakówKurdwanów
małopolskie
Aglomeracja
Krakowska
PL1201
1
187
100-120
Rybnik
śląskie
Aglomeracja
RybnickoJastrzębska
PL2402
2
180-200
100-120
Wodzisław
śląskie
strefa śląska
PL2405
1
195
120-140
Zabrze
śląskie
Aglomeracja
Górnośląska
PL2401
1
183
120-140
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
3
180-200
120-140
Kędzierzyn
Koźle
opolskie
strefa opolska
PL1602
3
180-190
130-150
Legnica
dolnośląskie
miasto
Legnica
PL0202
2
180-190
120-140
Poznań
wielkopolskie
Aglomeracja
Poznańska
PL3001
2
180-190
120-140
28
12-08-2015
13-08-2015
14-08-2015
Zabrze
śląskie
Aglomeracja
Górnośląska
PL2401
2
180-190
130-150
Zielona Góra
lubuskie
miasto Zielona
Góra
PL0802
2
180-190
120-140
Belsk
mazowieckie
strefa
mazowiecka
PL1404
1
187
120-140
Bielsko Biała
śląskie
miasto
Bielsko-Biała
PL2403
1
180-190
120-140
Borowiec
wielkopolskie
strefa
wielkopolska
PL3003
2
190-200
120-140
Cieszyn
śląskie
strefa śląska
PL2405
6
180-200
140-160
Czerniawa
dolnośląskie
strefa
dolnośląska
PL0204
2
180-190
100-120
Jelenia Góra
dolnośląskie
strefa
dolnośląska
PL0204
3
180-190
100-120
Katowice
śląskie
Aglomeracja
Górnośląska
PL2401
1
194
140-160
Nisko
podkarpackie
strefa
podkarpacka
PL1802
2
180-190
140-160
Nowiny
świętokrzyskie
strefa
świętokrzyska
PL2602
3
180-190
120-140
Szarów
małopolskie
strefa
małopolska
PL1203
1
184
120-140
Ustroń
śląskie
strefa śląska
PL2405
3
180-200
130-150
Zabrze
śląskie
Aglomeracja
Górnośląska
PL2401
1
194
120-140
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
6
190-200
130-150
Jelenia Góra
dolnośląskie
strefa
dolnośląska
PL0204
3
180-190
100-120
Rybnik
śląskie
Aglomeracja
RybnickoJastrzębska
PL2402
3
180-190
130-150
Wodzisław
śląskie
strefa śląska
PL2405
3
180-200
130-150
Jelenia Góra
dolnośląskie
strefa
dolnośląska
PL0204
4
180-190
100-120
29
15-08-2015
31-08-2015
Legnica
dolnośląskie
miasto
Legnica
PL0202
7
180-200
120-140
WrocławKorzeniowskieg
o
dolnośląskie
Aglomeracja
Wrocławska
PL0201
3
180-200
120-140
Żary
lubuskie
strefa lubuska
PL0803
4
180-190
120-140
Legnica
dolnośląskie
miasto
Legnica
PL0202
3
180-200
100-120
Smolary
Bytnickie
lubuskie
strefa lubuska
PL0803
1
181
100-120
Zielona Góra
lubuskie
miasto Zielona
Góra
PL0802
1
181
120-140
Parzniewice
łódzkie
strefa łódzka
PL1002
1
182
140-160
Piastów
mazowieckie
strefa
mazowiecka
PL1404
4
180-190
120-140
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
5
180-200
140-160
Biała Podlaska
śląskie
miasto
Bielsko-Biała
PL2403
1
181
140-160
Dąbrowa
Górnicza
śląskie
Aglomeracja
Górnośląska
PL2401
1
185
160-180
Krzyżówka
wielkopolskie
strefa
wielkopolska
PL3003
1
182
160-180
Nowiny
świętokrzyskie
strefa
świętokrzyska
PL2602
3
180-190
140-160
WrocławKorzeniowskieg
o
dolnośląskie
Aglomeracja
Wrocławska
PL0201
1
183
130-150
Złoty Potok
śląskie
strefa śląska
PL2405
7
180-200
140-160
1-09-2015
30
3. Zanieczyszczenie ozonem przyziemnym na podstawie prognoz 24godzinnych
Na podstawie prognoz 24-godzinnych wykonanych modelem GEM-AQ w okresie od 1
kwietnia do 30 września 2015
r.
obliczono podstawowe statystyki
narażenia na
ponadnormatywne stężenia ozonu.
3.1. Próg informowania społeczeństwa i próg alarmowy
W odniesieniu do progów informowania i progów alarmowych, określonych względem 1godzinnych wartości stężeń, w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. prognoza modelem
GEM-AQ wskazywała na terenie Polski wystąpienia zarówno dni z przekroczeniami poziomu
240 µg/m3 (próg alarmowy) jak też 180 µg/m3 (próg informowania społeczeństwa).
We wszystkich województwa, za wyjątkiem woj. podlaskiego, model wskazał
przynajmniej jeden przypadek przekroczenia progu informowania społeczeństwa. Porównanie z
pomiarami potwierdza występowanie przekroczeń progu informowania społeczeństwa na
przeważającym obszarze Polski, za wyjątkiem północnej części kraju gdzie przypadek taki
zanotowano
jedynie
na
stacji
Puszcza
Borecka.
Najwięcej
przekroczeń,
zarówno
obserwowanych, jak też prognozowanych wystąpiło na terenie województwa śląskiego. Model
nie doszacował liczbę dni z przekroczeniami (nie więcej niż 2 dni według prognoz), podczas gdy
według obserwacji przypadki przekroczeń progu informowania społeczeństwa w województwie
śląskim, opolskim i dolnośląskim miały miejsce od 3 do 5 dni.
31
Rysunek 9. Liczba dni z przekroczeniem progu informowania społeczeństwa w okresie od 1 kwietnia do 30
września 2015 r. dla obszaru Polski (mapa konturowa: symulacja modelem GEM-AQ, dane pomiarowe PMŚ).
3.2. Ochrona zdrowia: poziom docelowy 120 μg/m3
Ze względu na ochronę zdrowia ludzi obliczono liczbę dni, w których maksimum dobowe
ze stężeń 8-godzinnych średnich kroczących przewyższało wartość docelową 120 μg/m3.
Rysunek 10 przedstawia liczbę dni z przekroczeniem progu 120 µg/m3 w odniesieniu do
najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r.
Liczba dni z przekroczeniami progu 120 µg/m3 w odniesieniu do najwyższej 8-godzinnej
średniej kroczącej obliczona na podstawie pomiarów pokazuje, iż na większości stacji
przekroczenia występowały więcej niż 15 dni w analizowanym okresie. Zestawienie wyników
modelowania z pomiarem wykazuje, że zwłaszcza w środkowej części kraju modelowane
poziomy stężeń dobrze oddają liczbę przekroczeń wynikającą z obserwacji. Najwięcej
przekroczeń (powyżej 36 dni) model wskazał na terenie województwa śląskiego. Rozkład taki
jest częściowo potwierdzony pomiarem, gdyż w tym rejonie na kilu stacjach liczba dni z
przekroczeniami progu 120 µg/m3 była równie wysoka jak w wynikach prognoz, a w przypadku
32
niektórych stacji wyższa. Jednakże, liczne przekroczenia na podstawie pomiarów występowały
na terenie całego kraju, podczas gdy prognozy wskazywały relatywnie nieliczne przekroczenia w
północnej części kraju.
Rysunek 10. Liczba dni, w których wystąpiło przekroczenie progu 120 µg/m3 (poziom docelowy) w odniesieniu
do najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej, w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. dla obszaru Polski
(mapa konturowa: symulacja modelem GEM-AQ, dane pomiarowe PMŚ).
3.3. Ochrona zdrowia: SOMO35
Indeks SOMO35 jest istotnym wskaźnikiem narażenia zdrowia ludzkiego, bazującym na
maksymalnej dobowej 8-godzinnej średniej kroczącej (United Nations Economic and Social
Council, 2004). Indeks ten obliczany jest jako zakumulowana wartość przekroczeń progu 35 ppb
(ok. 70 μg/m3) w odniesieniu do 8-godzinnej średniej kroczącej stężeń ozonu4.
 max O
365
4
SOMO35 
3
8h
 
(i)  70g / m 3 ,0.0  doba
i 1
33
Rysunek 11 przedstawia indeks SOMO35 obliczony dla okresu od 1 kwietnia do 30
września 2015 r. na podstawie wyników prognoz 24-godzinnych. Na podstawie wyników modelu
można stwierdzić, że większa część obszaru kraju jest objęta narażeniem w zakresie 4000–5000
µg/m3·dzień, a na znaczącym obszarze środkowej i południowej części kraju przekracza 5000
µg/m3·dzień. Niższe narażenie (poniżej 3000 µg/m3·dzień) występuje w północnych
województwach: zachodnio-pomorskim, wzdłuż wybrzeża w woj. pomorskim i w rejonach
pojezierzy woj. warmińsko-mazurskiego.
W środkowej części kraju zaznacza się tendencja do nieznacznego przeszacowania
wielkości narażenia wyrażonego indeksem SOMO35. Jednocześnie w północnej i północnowschodniej części Polski modelowane narażenie jest niższe od obserwowanego. Charakter
odchyleń narażenia prognozowanego od obserwowanego jest zależny od typu stacji.
Rysunek 11. Indeks SOMO35 dla obszaru Polski, obliczony dla okresu objętego prognozą od 1 kwietnia do 30
września 2015 r. (mapa konturowa: symulacja modelem GEM-AQ, dane pomiarowe PMŚ).
34
3.4. Ochrona roślin: AOT40
Ze względu na ochronę roślin rozporządzenie w sprawie poziomów niektórych substancji
w powietrzu, w ślad za dyrektywą 2008/50/WE, definiuje wartość AOT40, której poziom
docelowy ustalono na 18 000 μg/m3·h (uśrednione w ciągu 5 lat). Wskaźnik ten, obliczany na
podstawie stężeń 1-godzinnych, definiowany jest jako zakumulowana ekspozycja na stężenia
większe niż 40 ppb (ok. 80 μg/m3) w okresie od 1 maja do 31 lipca, w godzinach od 8:00 do
20:00 czasu lokalnego5.
Rysunek 12 przedstawia rozkład AOT40 obliczony na podstawie prognoz 24-godzinnych.
W centralnej, południowej i południowo-wschodniej części kraju wskaźnik AOT40 był
najwyższy i wahał się w granicach 18 000–25 000 µg/m3·h. Na pozostałym przeważającym
obszarze Polski obliczony AOT40 wahał się w granicach 10 000–18 000 µg/m3·h. Najniższe
wartości AOT40 model wskazał w wąskim pasie na wybrzeżu i w województwie zachodniopomorskim.
Zgodność wyników modelowania i pomiarów w przypadku AOT40 jest bardzo dobra.
Zaobserwować można zawyżenie wartości modelowanej w stosunku do pomierzonej na
niektórych stacjach woj. mazowieckiego i kujawsko-pomorskiego. Zauważyć należy jednak, iż
są to stacje położone na terenie miast dla których wskaźnika AOT40 nie jest określany.
 max O
20 godz/ 31 lipca
5
AOT 40 
1h
3
 
(t )  80g / m3 ,0.0  godzina
t  8.0 godz/ 1 maja
35
Rysunek 12. Indeks AOT40 w 2015 r. dla obszaru Polski (mapa konturowa: symulacja modelem GEM-AQ, dane
pomiarowe PMŚ).
36
4. Epizody wysokich stężeń ozonu w okresie letnim w 2015 r.
Od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. odnotowano wiele dni w których stężenia ozonu
były bardzo wysokie. Z całego okresu wybrano pięć epizodów podwyższonych stężeń ozonu –
10–13 czerwca, 2–7 lipca, 16-18 lipca, 31 lipca – 15 sierpnia oraz 29 sierpnia – 1 września. W
trakcie każdego z nich na wielu stacjach monitoringowych w Polsce przekroczony został poziom
docelowy 120 µg/m3, a na kilku do kilkunastu stacjach został przekroczony próg informowania
społeczeństwa.
4.1. Epizod 10–13 czerwca
Wyniki prognoz wykonanych modelem GEM-AQ w dniach 10–13 czerwca wskazywały
na ryzyko wystąpienia wysokich stężeń ozonu. Mapy rozkładu najwyższej 8-godzinnej średniej
kroczącej stężeń ozonu i maksymalnych dobowych stężeń ozonu wskazywały, że najbardziej
narażonym obszarem był pas Polski centralnej (Rysunek 13). Podczas całego epizodu obszar
narażony na najwyższe stężenia tego zanieczyszczenia obejmował praktycznie całą Polskę
centralną i południową, z wyłączeniem północnej części kraju.
Rysunek 13. Prognoza 24-godzinna na dzień 13 czerwca 2015 r. Lewy panel: najwyższa 8-godzinna średnia
krocząca stężeń ozonu, prawy panel – maksymalne stężenie ozonu w ciągu doby.
37
Rozwój epizodu ozonowego w dniach 10–13 czerwca 2015 r. był związany z
wystąpieniem specyficznych niekorzystnych warunków meteorologicznych. Polska znalazła się
pod wpływem rozległego wyżu z centrum nad południową częścią kraju (Rysunek 14). Znad
południowo-wschodniej Europy do krajów nadbałtyckich nadpływało ciepłe powietrze. W Polsce
pierwsza fala gorącego powietrza nadpłynęła z południa. W kolejnych dniach temperatury
dochodziły do prawie 30oC na przeważającym obszarze Polski, a ciśnienie sięgało 1016 hPa.
Takie warunki, sprzyjające intensyfikacji procesów tworzeniu się ozonu troposferycznego,
utrzymywały się do 13 czerwca 2015 r. Następnego dnia Polska znalazła się już pod działaniem
frontu chłodnego z zachodu. Po przejściu strefy opadów i napływie relatywnie czystej masy
powietrza stężenia ozonu uległy znacznemu obniżeniu.
Rysunek 14. Mapa synoptyczna z 12 czerwca 2015 r., 00 UTC (źródło: MetOffice UK).
4.2. Epizod 2–7 lipca
W dniach od 7 do 11 czerwca model GEM-AQ prognozował bardzo wysokie stężenia
ozonu, z maksimum przypadającym na dzień 5 lipca. W tym okresie aż na dziewięciu stacjach
38
odnotowano przekroczenie wartości progu informowania. Prognoza wskazywała zarówno bardzo
wysokie ośmiogodzinne średnie kroczące w Polsce centralnej i południowej jak i przekroczenie
wartości informowania na licznych obszarach w paśmie centralnej Polski (Rysunek 15). W
trakcie trwania tego epizodu wysokie stężenia ozonu występowały na terenie niemal całej Polski.
Rysunek 15. Prognoza 24-godzinna na dzień 5 lipca 2015 r. Lewy panel: najwyższa 8-godzinna średnia krocząca
stężeń ozonu, prawy panel – maksymalne stężenie ozonu w ciągu doby.
Sytuacja meteorologiczna w dniach 2–7 lipca w Europie centralnej i południowej była
bardzo stabilna i zdominowana przez układy wysokiego ciśnienia (Rysunek 16). Układ ośrodków
ciśnienia sprzyjał napływowi gorącego powietrza znad Afryki, co skutkowało wystąpieniem
temperatur przekraczających 30oC już na początku lipca i utrzymaniem się ich w całym kraju aż
do 7 lipca. Epizod był na tyle intensywny, że przejście frontu chłodnego w dniu 6 lipca tylko
nieznacznie zmniejszyło poziomy stężeń ozonu. Dopiero drugi front chłodny z zachodu
spowodował zmniejszenie stężeń poniżej wartości docelowej w całej Polsce.
39
Rysunek 16. Mapa synoptyczna z 4 lipca 2015 r., 00 UTC (źródło: MetOffice UK).
4.3. Epizod 16–18 lipca
Prognozy modelem GEM-AQ wskazywały na wysokie stężenia ozonu tylko w
południowej części kraju. Pierwszego dnia epizodu prognoza nie wykazała dużych przekroczeń.
W kolejnych dwóch dniach nastąpił znaczny wzrost stężeń, zaś po 19 lipca stężenia gwałtownie
zmalały. W trakcie tego epizodu najbardziej narażone były województwa na południe od
Warszawy (Rysunek 17).
40
Rysunek 17. Prognoza 24-godzinna na dzień 17 lipca 2015 r. Lewy panel: najwyższa 8-godzinna średnia
krocząca stężeń ozonu, prawy panel – maksymalne stężenie ozonu w ciągu doby.
Dnia 15 lipca na południe od Polski rozwinął się bardzo rozbudowany wyż .W
następnych dniach powolny napływ bardzo ciepłego powietrza z południa połączony był z
napływem wysokich stężeń ozonu znad Niemiec. W dniu 16 lipca utrzymujący się wyż (Rysunek
18) i kolejny bezwietrzny dzień przyczyniły się do dodatkowego zwiększenia stężeń ozonu
troposferycznego. Po dwóch dniach wyż osłabł, a nad Polską pojawiły się fronty przynoszące
zachmurzenie i opad, co zakończyło okres utrzymywania się wysokich stężeń ozonu.
41
Rysunek 18. Mapa synoptyczna z 16 lipca 2015 r., 12 UTC (źródło: MetOffice UK).
4.4. Epizod 31 lipca – 15 sierpnia
Prognozy modelem GEM-AQ wskazywały na bardzo wysokie stężenia ozonu tylko w
pierwszych dniach tego bardzo długiego epizodu. 3 sierpnia model prawidłowo prognozował
przekroczenia wartości informowania społeczeństwa. W następnych dnia epizodu model tylko w
niektóre dni prognozował przekroczenia wartości dopuszczalnej, natomiast cały czas wskazywał
na stężenia niewiele niższe niż ten poziom. W trakcie tego epizodu narażone były wszystkie
województwa, włącznie z zazwyczaj „czystymi” północnymi (Rysunek 18).
42
Rysunek 18. Prognoza 24-godzinna na dzień 3 sierpnia 2015 r. Lewy panel: najwyższa 8-godzinna średnia
krocząca stężeń ozonu, prawy panel – maksymalne stężenie ozonu w ciągu doby.
Ten bardzo długi epizod wysokich stężeń ozonu można podzielić na dwa etapy. W
pierwszym etapie od końca lipca napływało nad Polskę rozgrzane powietrza z zachodu
kontynentu oraz znad obszarów zwrotnikowych. Sytuacji tej sprzyjały układy wyżowe w
centrum kontynentu przemieszczające się w stronę Polski w związku z rozwojem głębokiego
układu niskiego ciśnienia z centrum na zachód od Wielkiej Brytanii (Rysunek 19). Warunki takie
utrzymywały się do 6 sierpnia.
43
Rysunek 19. Mapa synoptyczna z 3 sierpnia 2015 r., 00 UTC (źródło: MetOffice UK).
Druga faza epizodu rozpoczęła się od rozmytego pola ciśnienia nad Europą kontynentalną
(Rysunek 20). Brak określonego kierunku gradientu ciśnienia powodował niewielkie ruchy mas
powietrza między układami wyżowymi lub niewielkimi niżami. Przez kilka dni fronty
atmosferyczne, zbliżające się do kontynentu z północy, były zatrzymywane przez utrzymującą
się nad Europą zwrotnikową masę powietrza zalegającą od Morza Bałtyckiego aż po Afrykę.
Temperatury w Polsce osiągały niemal 40 oC. Bezwietrzne, upalne i bezchmurne dni przyczyniły
się do bardzo dużej lokalnej produkcji ozonu, co skutkowało w tym okresie między innymi
wystąpieniem ponad połowy przekroczeń progu informowania. Epizod zakończył się dopiero z
nadejściem powietrza polarno-morskiego.
44
Rysunek 20. Mapa synoptyczna z 7 sierpnia 2015 r., 12 UTC (źródło: MetOffice UK).
4.5. Epizod 29 sierpnia – 1 września
Prognozy modelem GEM-AQ wskazywały na stopniowo narastające od południowego
zachodu wysokie stężenia ozonu. W pierwszych dniach stężenia nie były jeszcze bardzo wysokie
i obejmowały głównie południe kraju. W następnych dniach epizod objął zasięgiem cały kraj, a 1
września osiągnął największą intensywność, głównie w południowej i w centralnej Polsce
(Rysunek 21).
45
Rysunek 21. Prognoza 24-godzinna na dzień 1 września 2015 r. Lewy panel: najwyższa 8-godzinna średnia
krocząca stężeń ozonu, prawy panel – maksymalne stężenie ozonu w ciągu doby.
Od 28 lipca nad Polską zalegał wyż, na południowym skraju którego rozwinął się front
ciepły (Rysunek 22). Na skutek blokady, spowodowanej równie ciepłą masą powietrza
zalegającą jeszcze bardziej na południe, wyż ten utrzymał się nad krajem dodatkowo powodując
adwekcję ciepłych masy powietrza przemieszczających się za frontem. Napływ ten, przyczynił
się do kolejnego znaczącego wzrostu temperatury w Polsce, co w połączeniu z bezwietrznymi
warunkami przyczyniło się do dodatkowego zwiększenia stężeń ozonu troposferycznego. W
nocy z 1 na 2 września dotarł nad Polskę front chłodny, związany z dużym ośrodkiem niżowym,
z północy kontynetu, którego przejście spowodowało znaczący spadek stężeń ozonu.
46
Rysunek 22. Mapa synoptyczna z 29 lipca 2015 r., 18 UTC (źródło: MetOffice UK).
4.6. Udział epizodów w całkowitym narażeniu na ponadnormatywne stężenia ozonu
Na podstawie danych pozyskanych na potrzeby oceny sprawdzalności przeprowadzono
analizę udziału badanych epizodów w całkowitym narażeniu na ponadnormatywne stężenia
ozonu w okresie objętym prognozą.
Rysunki 23, 24, 25 i 26 przedstawiają procentowy udział liczby dni z przekroczeniem
wartości docelowej, udział indeksów AOT40 i SOMO35 oraz przekroczeń wartości
informowania w stosunku do ich wartości całkowitych dla poszczególnych stacji w okresie
trwania epizodów w 2015 r. W przypadku wystąpienia liczby dni z przekroczeniem wartości
docelowej udział epizodów jest znaczący i wynosi aż od 70 do 90%. W przypadku stacji
pomiarowych w Bydgoszczy, Lublinie, Piotrkowie Trybunalskim, stacji Warszawskich, Nowin i
47
Gołdapi jest to 100% udziału (Rysunek 23). Tylko na 4 stacjach udział epizodów w całkowitym
narażeniu na przekroczenie wartości docelowej jest mniejszy niż 60%. Analiza wykresu pozwala
na stwierdzenie, że epizod od 31 lipca do 15 sierpnia miał największy udział w przekroczeniach
wartości docelowej na stacjach PMŚ.
Rysunek 23. Udział procentowy narażenia na przekroczenie wartości docelowej w okresach epizodów
fotochemicznych w 2015 r. w odniesieniu do wartości całkowitego narażenia w okresie od 1 kwietnia do 30
września 2015 r. Opracowanie własne na podstawie danych PMŚ.
Poziom stężeń ozonu w trakcie epizodów przyczynił się do wzrostu całkowitego
zakumulowanego narażenia wyrażonego indeksem AOT40 w okresie objętym prognozą średnio
od 30 do 45% (Rysunek 24). Analiza wykresu pozwala stwierdzić, że udział poszczególnych
epizodów w całkowitej wartości indeksu AOT40 jest w miarę równomierny. Największy udział
epizody
wykazały
na
stacjach
województw:
kujawsko-pomorskiego,
mazowieckiego,
pomorskiego i zachodniopomorskiego. Na stacjach w Bydgoszczy, Płocku, Warszawie
Targówek i Malborku udział wynosił od 50 do 60%. Z uwagi na sposób obliczania AOT40, nie
wzięto pod uwagę ostatniego epizodu, natomiast z przedostatniego wybrano tylko ostatni dzień
lipca.
48
Rysunek 24. Udział procentowy stężeń ozonu w okresach epizodów fotochemicznych w 2015 r. w indeksie AOT40
w odniesieniu do wartości całkowitego narażenia w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. Opracowanie
własne na podstawie danych PMŚ.
Stężenia ozonu w trakcie epizodów przyczyniły się do wzrostu całkowitego
zakumulowanego narażenia na indeks SOMO35 w okresie objętym prognozą średnio o 40 do
50% (Rysunek 25). Analiza wykresu pozwala stwierdzić, że udział poszczególnych epizodów w
całkowitej wartości indeksu SOMO35 jest w miarę równomierny. Największy udział procentowy
epizodów w ogólnej ekspozycji na ponadnormatywne stężenia ozonu wystąpił na następujących
stacjach :
 Bydgoszcz, Koniczynka, Warszawa Podleśna, Gołdap – ponad 50 %
 Lublin, Piotrków Trybunalski, Warszawa Ursynów, Konin – ponad 60%
 Warszawa Targówek – do 79%
49
Rysunek 25. Udział procentowy stężeń ozonu w okresach epizodów fotochemicznych w 2015 r. w indeksie
SOMO35 w odniesieniu do wartości całkowitego narażenia w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015r.
Opracowanie własne na podstawie danych PMŚ.
W przypadku wystąpienia liczby dni z przekroczeniem progu informowania
społeczeństwa udział epizodów jest praktycznie całkowity, tylko na stacji Dąbrowa Górnicza i
Złoty Potok wynosi mniej niż 100% (Rysunek 26). Epizod od 31 lipca do 15 sierpnia miał
największy udział w przekroczeniach wartości 180 µg/m3 na stacjach PMŚ. Jednakże, na stacjach
w województwach: lubuskim, małopolskim, podkarpackim i niektórych stacjach śląskich duży
udział miał epizod w dniach 2 – 7 lipca. Natomiast epizod na przełomie sierpnia i września
charakteryzował się udziałem od 20% aż do100 % ( stacja w Białej Podlasce).
50
Rysunek 26. Udział procentowy narażenia na przekroczenie wartości informowania w okresach epizodów
fotochemicznych w 2015 r. w odniesieniu do wartości całkowitego narażenia w okresie od 1 kwietnia do 30
września 2015 r. Opracowanie własne na podstawie danych PMŚ.
51
5. Podsumowanie
W 2013 r. po raz pierwszy została wdrożona krajowa prognoza ozonu jako element
krajowego systemu zarządzania jakością powietrza. W bieżącym roku (2015) prognoza
realizowana była od 1 kwietnia do 30 września. Każdego dnia była dostarczana prognoza stężeń
ozonu na kolejne trzy doby. Zakres udostępnianej informacji obejmował:

stężenie średniodobowe ozonu,

stężenie maksymalne dobowe ozonu,

najwyższą spośród 8-godzinnych średnich kroczących stężeń ozonu.
Rozkład stężeń ozonu w jednostce µg/m3 był przedstawiany w postaci map konturowych
obejmujących obszar Polski oraz osobno dla każdego województwa. Ponadto przygotowana była
animacja zmienności pól stężeń ozonu dla pierwszych 24 godzin prognozy.
Wyniki prognoz były udostępniane na portalu Głównego Inspektoratu Ochrony
Środowiska (http://powietrze.gios.gov.pl), z możliwością powielania przez Wojewódzkie
Inspektoraty Ochrony Środowiska.
Obliczenia były realizowane przez Wydział Inżynierii Środowiska Politechniki
Warszawskiej oraz Fundację EkoPrognoza. Jako narzędzie obliczeniowe wykorzystano model
chemii troposfery GEM-AQ i system prognostyczny ekoprognoza.pl. Prognozę realizowano z
wykorzystaniem wieloprocesorowego klastra obliczeniowego Zespołu Meteorologii Katedry
Ochrony i Kształtowania Środowiska Politechniki Warszawskiej.
Po
zakończeniu
obliczeń
przeprowadzono
wstępną
ocenę
sprawdzalności
z
wykorzystaniem niezweryfikowanych danych pomiarowych udostępnionych przez GIOŚ z bazy
krajowej JPOAT. Dla badanej serii współczynnik korelacji dla większości stacji zawiera się w
przedziale od 0.6 do 0.75. Na wszystkich uwzględnionych stacjach, za wyjątkiem stacji
Warszawa-Targówek, spełnione jest kryterium dokładności modelowania według dyrektywy
2008/50/WE, przy czym na większości stacji założone kryterium spełnia 100% par wartości
obserwowanych i modelowanych stężeń ozonu. Zmienność czasowa wykazuje bardzo dobrą
zgodność w całym okresie, przy czym w kwietniu i sierpniu wystąpiło niedoszacowanie w
porównaniu z wartościami obserwowanymi.
52
Obliczone na podstawie prognoz 24-godzinnych diagnostyki narażenia:

liczba dni z przekroczeniem wartości dopuszczalnej 120 µg/m3 w odniesieniu do
najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej stężeń ozonu,

indeks SOMO35,

indeks AOT40,
wskazują na dobrą zgodność z narażeniem obliczonym na podstawie pomiarów. Według prognoz
nastąpiło niedoszacowanie liczby dni z przekroczeniem progu informowania społeczeństwa oraz
liczby dni z przekroczeniem poziomu docelowego, zwłaszcza w północnej i północnowschodniej części Polski. Obliczone indeksy ekspozycji są nieznacznie przeszacowane w
południowej i środkowej części kraju.
W okresie letnim 2015 r. wystąpiły liczne okresy podwyższonych stężeń ozonu,
charakteryzujące się przekroczeniem poziomu dopuszczalnego 120 µg/m3 ora progu
informowania społeczeństwa. Wyróżniono 5 długotrwałych epizodów fotochemicznych w czasie
których wysokie stężenia były notowane na terenie całego kraju.
53
Spis rysunków
Rysunek 1. Całkowity strumień emisji NOX i LZO dla Polski na podstawie inwentaryzacji EMEP dla 2012r.,
poddanej relokacji na siatce o rozdzielczości 5 km; jednostka [Mg/km2]......................................................................7
Rysunek 2. Konfiguracja siatki globalnej o zmiennej rozdzielczości: czarny kwadrat obejmuje obszar o
rozdzielczości 10 km, czerwona linia obrazuje równik w obróconym układzie współrzędnych (wykreślona co druga
linia). ..............................................................................................................................................................................8
Rysunek 3. Konfiguracja siatki ograniczonego obszaru o rozdzielczości 5 km. Absorber numeryczny jest zaznaczony
liniami przerywanymi. ...................................................................................................................................................8
Rysunek 4. Schemat blokowy realizacji prognozy. .......................................................................................................9
Rysunek 5. Przykładowa mapa najwyższego 8-godzinnego stężenia ozonu dla obszaru Polski (prognoza na dzień 4
lipca 2015 r.). ............................................................................................................................................................... 10
Rysunek 6. Przykładowe mapy najwyższego 8-godzinnego stężenia ozonu dla poszczególnych województw
(prognoza na dzień 4 lipca 2015 r.). ............................................................................................................................. 13
Rysunek 7. Uśredniona dla wszystkich stacji zmienność prognozowanej najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej
stężeń ozonu w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. (model GEM-AQ – czerwona linia, obserwacje –
niebieska linia). ............................................................................................................................................................ 23
Rysunek 8. Uśredniona dla wszystkich stacji zmienność prognozowanego maksymalnego dobowego stężenia ozonu
w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. (model GEM-AQ – czerwona linia, obserwacje – niebieska linia). . 24
Rysunek 9. Liczba dni z przekroczeniem progu informowania społeczeństwa w okresie od 1 kwietnia do 30 września
2015 r. dla obszaru Polski (mapa konturowa: symulacja modelem GEM-AQ, dane pomiarowe PMŚ). ..................... 32
Rysunek 10. Liczba dni, w których wystąpiło przekroczenie progu 120 µg/m3 (poziom docelowy) w odniesieniu do
najwyższej 8-godzinnej średniej kroczącej, w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. dla obszaru Polski (mapa
konturowa: symulacja modelem GEM-AQ, dane pomiarowe PMŚ). .......................................................................... 33
Rysunek 11. Indeks SOMO35 dla obszaru Polski, obliczony dla okresu objętego prognozą od 1 kwietnia do 30
września 2015 r. (mapa konturowa: symulacja modelem GEM-AQ, dane pomiarowe PMŚ). .................................... 34
Rysunek 12. Indeks AOT40 w 2015 r. dla obszaru Polski (mapa konturowa: symulacja modelem GEM-AQ, dane
pomiarowe PMŚ). ........................................................................................................................................................ 36
Rysunek 13. Prognoza 24-godzinna na dzień 13 czerwca 2015 r. Lewy panel: najwyższa 8-godzinna średnia
krocząca stężeń ozonu, prawy panel – maksymalne stężenie ozonu w ciągu doby. .................................................... 37
Rysunek 14. Mapa synoptyczna z 12 czerwca 2015 r., 00 UTC (źródło: MetOffice UK). .......................................... 38
Rysunek 15. Prognoza 24-godzinna na dzień 5 lipca 2015 r. Lewy panel: najwyższa 8-godzinna średnia krocząca
stężeń ozonu, prawy panel – maksymalne stężenie ozonu w ciągu doby. ................................................................... 39
Rysunek 16. Mapa synoptyczna z 4 lipca 2015 r., 00 UTC (źródło: MetOffice UK). ................................................. 40
Rysunek 17. Prognoza 24-godzinna na dzień 17 lipca 2015 r. Lewy panel: najwyższa 8-godzinna średnia krocząca
stężeń ozonu, prawy panel – maksymalne stężenie ozonu w ciągu doby. ................................................................... 41
54
Rysunek 18. Mapa synoptyczna z 16 lipca 2015 r., 12 UTC (źródło: MetOffice UK). ............................................... 42
Rysunek 18. Prognoza 24-godzinna na dzień 3 sierpnia 2015 r. Lewy panel: najwyższa 8-godzinna średnia krocząca
stężeń ozonu, prawy panel – maksymalne stężenie ozonu w ciągu doby. ................................................................... 43
Rysunek 19. Mapa synoptyczna z 3 sierpnia 2015 r., 00 UTC (źródło: MetOffice UK). ............................................ 44
Rysunek 20. Mapa synoptyczna z 7 sierpnia 2015 r., 12 UTC (źródło: MetOffice UK). ............................................ 45
Rysunek 21. Prognoza 24-godzinna na dzień 1 września 2015 r. Lewy panel: najwyższa 8-godzinna średnia krocząca
stężeń ozonu, prawy panel – maksymalne stężenie ozonu w ciągu doby. ................................................................... 46
Rysunek 22. Mapa synoptyczna z 29 lipca 2015 r., 18 UTC (źródło: MetOffice UK). ............................................... 47
Rysunek 23. Udział procentowy narażenia na przekroczenie wartości docelowej w okresach epizodów
fotochemicznych w 2015 r. w odniesieniu do wartości całkowitego narażenia w okresie od 1 kwietnia do 30
września 2015 r. Opracowanie własne na podstawie danych PMŚ. ............................................................................. 48
Rysunek 24. Udział procentowy stężeń ozonu w okresach epizodów fotochemicznych w 2015 r. w indeksie AOT40
w odniesieniu do wartości całkowitego narażenia w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. Opracowanie
własne na podstawie danych PMŚ. .............................................................................................................................. 49
Rysunek 25. Udział procentowy stężeń ozonu w okresach epizodów fotochemicznych w 2015 r. w indeksie
SOMO35 w odniesieniu do wartości całkowitego narażenia w okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015r.
Opracowanie własne na podstawie danych PMŚ. ........................................................................................................ 50
Rysunek 26. Udział procentowy narażenia na przekroczenie wartości informowania w okresach epizodów
fotochemicznych w 2015 r. w odniesieniu do wartości całkowitego narażenia w okresie od 1 kwietnia do 30
września 2015 r. Opracowanie własne na podstawie danych PMŚ. ............................................................................. 51
Spis tabel
Tabela 1. Stacje monitoringowe wykorzystane w analizach sprawdzalności prognoz ozonu w okresie od 1 kwietnia
do 30 września 2015 r. ................................................................................................................................................. 14
Tabela 2. Miary odchyleń modelowanych stężeń ozonu od obserwacji, obliczone dla okresu od 1 kwietnia do 30
września 2015 r. ........................................................................................................................................................... 19
Tabela 3. Zestawienie obserwowanych i prognozowanych przekroczeń progu informowania społeczeństwa w
okresie od 1 kwietnia do 30 września 2015 r. .............................................................................................................. 25
55