Vpliv vertikalne turbulentne difuzije v modelu CAMx na izračunane koncentracije onesnaževalMatavž, Luka (Avtor) Žagar, Nedjeljka (Mentor) Žabkar, Rahela (Komentor) napovedovanje onesnaženosti zrakanumerično modeliranjekoncentracije delcev PM$_{10}$koeficient vertikalne turbulentne difuzijeparametrizacija PBLmodel CAMxmodel ALADIN/SIverifikacija modelaNapoved kakovosti zraka je odvisna od meteoroloških pogojev, posebej v planetarni mejni plasti (PBL). Zato so modeli za kakovost zraka sklopljeni s meteorološkimi modeli. Od posebnega pomena za uspešnost napovedi kakovosti zraka je parametrizacija turbulence v mejni plasti, tako v meteorološkem modelu, kot tudi v modelu za napovedovanje koncentracije onesnaževal. V sklopu magistrske naloge sem raziskal vpliv parametrizacije vertikalne turbulentne difuzije na kakovost napovedi koncentracije delcev PM$_{10}$ v modelu CAMx (ang. Comprehensive Air quality Model with extensions) nad Slovenijo. CAMx je sklopljen z operativnim meteorološkim modelom ALADIN/SI. Simulacije z modelom CAMx so izvedene za celoten januar 2015, ko so bile zabeležene 3 epizode s povečanimi koncentracijami delcev PM$_{10}$. Modelske rezultate sem primerjal z izmerjenimi vrednostmi na merilnih postajah po Sloveniji v prostoru in času. Posebej sem analiziral koeficient vertikalne turbulentne difuzije $K_v$ v različnih shemah parametrizacije. Uporabil sem 5 različnih shem (t.i. sheme Kv). Uporabljene sheme OB70, YSU, ACM2, CMAQ in MYJ se med seboj razlikujejo glede na lokalnost in metodo izračuna strukturnih funkcij za opis vertikalnega turbulentnega prenosa v različnih pogojih stabilnosti. Polja koeficientov $K_v$ pridobljena z različnimi shemami so uporabljena pri dveh metodah opisa vertikalnega turbulentnega transporta, metodi ACM2 in teoriji K. Modelski rezultati so statistično analizirani s pomočjo standardnih mer kot so BIAS, MAE, RMSE in koeficient korelacije $r$. Statistična značilnost razlik med različnimi kombinacijami shem in metod je preverjena z Fisherjevim z-testom. Cilj je določiti najbolj ustrezno kombinacijo za uporabo v operativni verziji modela CAMx na ARSO. Rezultati so pokazali, da je vertikalno turbulentno mešanje najbolj intenzivno pri lokalni shemi MYJ in koeficientu $K_v$ iz modela ALADIN/SI. Pri vseh kombinacijah model praviloma podcenjuje izmerjene vrednosti koncentracij delcev PM$_{10}$ vsaj za faktor 2. Domnevni razlog za podcenjevanje je predvsem slaba horizontalna ločljivost modela in posledično neustrezno predstavljena stabilnost in turbulenca v mejni plasti, ter povprečevanje virov emisiji znotraj modelske celice. Če CAMx vrednotimo z RMSE in MAE, se kot najboljša kombinacija izkaže shema YSU v kombinaciji s teorijo K. V primeru uporabe koeficienta $r$ kot merila uspešnosti, pa se kot najbolj uspešna izkaže kombinacija sheme MYJ in metode ACM2. Rezultati Fisherjevega z-testa za razlike med koeficientom korelacije $r$ za različne sheme so pokazali, da so razlike med desetimi uporabljenimi kombinacijami v povprečju statistično značilne.20182018-04-15 07:45:01Magistrsko delo/naloga100786sl