A Légköri Transzmissziós Rendszer Kialakítása Hazánkban
Developement of Atmospheric Transmission System for Hungary
Szepesi Dezső az MTA doktora, Dr. Nárai Katalin, és ifj. Szepesi Dezső Modellezőpont szd12506@ella.hu
Jelen összeállítás a teljesség igénye nélkül, egy rövid áttekintést ad arról a munkáról, amelynek eredményeképpen az egységes hazai transzmissziós rendszer kialakításra került. A rendszer – aktualitásoknak és lehetőségeknek megfelelően – állandóan bővül. Az anyag a jelen gyakorlat mellett a tervezett fejlesztéseket is körvonalazza.
1. Előkészítő kutatások és adatfeldolgozás (Basic Researches and Data Processing)
1.1. Kezdeti lépések (Preliminary Steps)
A levegőkörnyezeti vizsgálatok tudományos szintű művelése az 1960-as évek elején kezdődött Magyarországon, amikor Dési Frigyes igazgató a WMO konferenciáról hazatérve kijelölte a Meteorológiai Intézet Időjárási Osztályának egyik munkatársát (SZ.D.). A témában nagyszámú külföldi publikációk alapján tájékozódott munkacsoportot szervezett, és prof. Dési támogatásával, kapcsolatot épített ki az OKI-nál Dr. Mórik József és a Bp-i KÖJÁL-nál Dr. Fehér Viola illetékes főorvosokkal.
Adatfeldolgozáshoz a szélirány és a szélsebesség 5 évi időtartamra vonatkozó óránkénti adatainak az ország 13 állomására feldolgozása és ugyanerre az időszakra a légköri stabilitás hasonló időpontokra való meghatározása a Bp-en végzett magas légköri rádió szonda felszállások adatainak a vizsgált időszak 3 óránkénti részletességgel való párosításával került megvalósításra. A módszer bemutatásra került az Egyesült Államokban ENSZ ösztöndíjas tanulmányút során, és továbbfejlesztése az ottani tapasztalatok felhasználásával történt. Ezen a vizsgálatnál a programozást VEIKI mérnöke (Szász I.), a feldolgozást Nárai Katalin végezte a 1960-as években (adatértékelés gyakorisági vonatkozások feldolgozása, irodalmi utalások).
A hagyományos erőműveken kívül, foglalkoztunk a nukleáris erőműből kibocsátásra kerülő radioaktív gázok terjedésének vizsgálatával. Ennek keretében a Paksi Erőmű baleseti modelljét is mi készítettük el (Paks térségének 5 éven keresztül történő 0-szint felmérése, 1967).
1.2. ENSZ ösztöndíjas tanulmányút és tapasztalatok (UN Fellowship and Experiences)
1964 – 65-ben egy éves ENSZ ösztöndíjon vettem részt, ennek keretében számos kutató intézetben (17) folytattam hosszabb-rövidebb tanulmányokat. Legjelentősebb a Cincinnati, Ohio-ban lévő Met. Lab. at the Taft Center intézetben végbemenő 3 hónapos képzésem volt. Az ottani ismereteket és dokumentumokat hazahozva, (USA emisszió kataszterek az egész országra, megtekinthető nálunk) került sor a transzmissziós rendszer végleges formában történő kialakítására. Főbb szakértők: Bruce Turner, Paul Humphrey, Jim Dicke, Russ Lee, Mr. McCormick, G. Holzworth stb. voltak
New York-ban a Környezetvédelmi Felügyelőségnél is tanulmányokat végeztem. Az USA-ban való tanulmányaim összefoglaló tapasztalata: egy országban csak egyféle számítási metodika kerülhet hivatalosan alkalmazásra, mert a levegőtisztaság védelem az nem vitafórum biztosítása, hanem az emisszió szabályozás mértékének kialakítása a levegőminőség megfelelő szintre való csökkentése érdekében. Az 1 éves szakmai programomat a rendkívül udvarias vendéglátók a U.S. Weather Bureau-ban úgy állították össze, hogy a szakmai szempontok mellett lehetőségem legyen az Egyesült Államok természeti szépségeinek és érdekességeinek a megismerésére is.
1.3. Modellezés és kémiai mérések összekapcsolása (Theoretical Modelling Supplemented by Air and Precipitation Chemical Field Measurements)
1970-ben került sor a transzmissziós elméleti vizsgálatok ellenőrzéséhez, illetve terepmérések kivitelezéséhez szükséges levegő- és csapadék minőség vizsgáló laborunk kialakítására az OMI keretében, a Lőrinci Obszervatóriumban. A laboratórium vezetői Czicó Tibor és Kőfalvi Jenő vegyészek voltak. Sor került az első budapesti városi levegőminőség vizsgáló állomás létrehozására a Fővárosi Önkormányzat megbízása alapján a Dob utca 2 előtt. Ezen kívül felállítottuk a nemzetközi együttműködésben szolgáltatásra kerülő csapadék kémiai minta vételezést végző állomást a VITUKI Kecskemét, Katona telepi kutató állomásán.
Kiemelten fontos volt a Hejőcsabai cementgyár 10 km-es körzetében 50 ülepedő por gyűjtő telepítése és rendszeres egy éven keresztül tartó vizsgálata. A vizsgálatunk eredményei alapján került sor a térségben uralkodó áldatlan állapotok felszámolására, a cementgyár technológiájának korszerűsítésére por leválasztó berendezések beépítésével.
További számos terepméréseink eredményei (field measurments)
Kiemelkedő jelentőségű ezek közül a Pécsi Hőerőmű légszennyező hatásának vizsgálata; a város egész területére kiterjedő 30 mérőállomás egy éven keresztül napi gyakoriságú mintavételezése és erre épülő kutatása. A nyert tapasztalatokat tudományos publikációk keretében foglaltuk össze, melynek lényeges megállapítása: Pécs város kén-dioxid terhelését elsősorban nem a Hőerőmű, hanem a széntüzelésű egyedi fűtések kibocsátásai okozták a vizsgálat időszakában (60-as évek).
2. A légköri transzmissziós rendszer alapjainak lefektetése (Basic Features of Atmospheric Transmission)
2.1. Légköri transzmisszió kiterjesztése (The Transmission System)
Törekedtünk arra, hogy a levegőminőség modellezési- és mérési tapasztalatát, gyakorlatát a légköri transzmisszió társtudomány elméleti és gyakorlati vonatkozásaival egészítsük ki. Ez a törekvés évtizedeken keresztül tartott. Közös publikációkban, szabványokban, rendeletekben fektettük le az ez irányú elméleti és gyakorlati vonatkozásokat.
A modellezésünk alapjait a Szabványügyi Hivatal hónapokon keresztül tartó szabványosítási eljárásnak vetette alá és ennek dokumentációja megtalálható: Magyar Szabvány Gyűjtemény 42. kötet Környezetvédelem I. (Levegőtisztaság védelem – Emisszió és Transzmisszió). Érdeklődők részére kikölcsönözhető.
Magyar Szabvány Gyűjtemény (1-es könyv)
2. 2. Transzmissziós szoftver (TR1.1) és meteorológiai adatbázisának kialakítása (Development of Transmission Softwares and their Meteorological Database for the whole Country)
Korábbi 13 állomás adatbázisa képezte az egész országra vonatkozó transzmissziós rendszer alapját, melyet később, 2002-ben létrehozott szélatlasz felhasználásával 5 évről hosszabb időszakra vonatkoztattunk. Az adatbázist a WASP program segítségével a domborzat által módosított légáramlású területekre is működtethetővé tettük, a Környezetvédelmi Minisztérium által finanszírozott kutatási program keretében.
Dr. Koncsos László (jelenleg BME tszv egyetemi tanár) akkortájt éppen hazatérve Németországi szakértő programozói küldetéséből vállalta a transzmissziós egyenleteink valamennyi lehetséges felhasználásra kiterjedő programozását, amely még mind a mai napig rendszerünk erőssége. Ez a pontforrás diszperziója mellett a több forrás (akár 64 db) együttes hatásából eredő eloszlások mellett bármely ponton mért szélviszonyokat figyelembe vevő egzakt metodika.
Az adatok az 7. számú könyvben találhatóak meg.
Az 7. számú kék könyvben a méréseken alapuló adatok aláhúzva, az interpolált aláhúzás nélkül, illetve a 100 évre való vonatkoztatás szoftvere a TR 1.1 Koncsos L. által kidolgozott megoldás alapján a szélatlasz felhasználásával történik.
Főbb kutatási eredményeink:
3. Modelljeink és azok alkalmazása (Practical Models and their Application)
Korábbi, valamint jelenlegi vizsgálataink és kutatásaink során transzmissziós modelleket dolgoztunk ki a levegőminőség, az ülepedő por mennyiség szabályozásának érdekében, illetve az állattartó telepek és a kommunális hulladék lerakók zavaró szaghatásának modellezhetőségének érdekében.
Transzmissziós modelljeink:
Transzmisszió 1.1 modell alkalmazása kistérségekre, zónákra és régiókra
Odor Transmission modell kezelési leírása
2006-ban kidolgoztuk: Hulladék égetők és jelentős légszennyező források részére a körzetükben várható évi átlagos illetve előző napi normális vagy baleseti kibocsátásnál keletkező szennyező hatás egy térképen naponta megjelenjen a kibocsátó üzem illetve az önkormányzat honlapján. A módszer igény esetén rendelkezésre áll.
SO2 NO2 PM10 komponensek regionális léptékű alap légszennyezettség térképei
Munkásságunk alatt elkészített több száz szakvélemény
4. Jelenlegi szakmai tevékenységünk, illetve kutatásaink (Present Researches)
Elsősorban a hatásterület meghatározására, illetve annak térképen való grafikus megjelenítésére vonatkoznak. Ez irányú javaslatunk a rendelet módosítással bizonyos esetekben problémát okozó kérdések („a” kritérium) kiküszöbölésére vonatkoznak, lásd Semsey Gabriella ez irányú tanulmánya. A javaslatunkat a Minisztériumnak 2011. december elején megküldtük. Javaslatunk itt megtekinthető
A szélenergia potenciállal kapcsolatos kutatásaink során egyeztetjük eredményeinket Dr. Radics Kornélia által készített szélpotenciál kutatások eredményeivel, továbbá a debreceni egyetem hasonló témában jelentős eredményeket elérő kutató csoportjával, Dr. Tar Károly tanszékvezetővel. Az összehasonlító vizsgálatok eredményeit hamarosan csatoljuk.
A témában előforduló legkényesebb kérdés a 10 m-es szintről 75 méteres szintre extrapolált szélsebesség metodika tisztázása, mely a szélpotenciálnak az adott szinten uralkodó szélsebesség 3. hatványával való összefüggése miatt tesz rendkívül kritikussá.
Jelenlegi szélenergia kutatásunk
5. Transzmissziós rendszer kiépítésében részt vevő főbb szakértőink (Participating Researchers and Advisors)
- Dr. Nárai Katalin alkalmazott matematikus és meteorológus, több évtizeden keresztül részt vett a rendszer kiépítésében, a modellezés korrektségének biztosításában, több száz szakvélemény készítésében.
- Dr. Koncsos László, jelenleg tszv. egyetemi tanár BME, a transzmissziós rendszer programozását, illetve egyes matematikai feladatok kifejlesztését végezte, melynek segítségével bármely levegőkörnyezeti kérdés egzakt megoldása lehetővé vált.
- Cseh Melinda, környezetmérnök. Állattartó telepek és kommunális hulladék lerakók szaghatás modellezésének EU szintű modelljét Adamovics Orsolya a KVVM osztályvezetőjének biztatására és javaslatai alapján további munkatársakkal (Dr. Nárai Katalin, ifj. Szepesi Dezső) 2010-ben elkészítette, mely az Uniós jogszabály elfogadásának időpontjára működő képesen rendelkezésre áll.
- ifj. Szepesi Dezső a modellezőpont vezetője
- Barcs Endre informatikus mérnök, a modellrendszer számos vonatkozásának fejlesztésénél kulcsszerepet játszott
- Semsey Gabriella, környezetmérnök. A hatásterület grafikus megjelenítését a rendelettel konform módon ifj. Szepesi Dezsővel kidolgozták 2011-ben.
- Dr. Nagy Tibor Környezetvédelmi Felügyelő, gyakorlatias tanácsaival éveken keresztül folyamatosan elősegítette fejlesztéseinknél felmerült transzmissziós problémák megoldását. Javaslata: „A levegőkörnyezettel foglalkozó szakemberek között tudatosítani kell, hogy ez a szoftver (TR1.2) a magyar terjedési viszonyokra van fejlesztve!”
- Bükki Richárd meteorológus. A légköri transzmisszió egyenlet rendszerét gyakorlatias szempontból publikáció keretében rendszerezte és ez az Időjárás Folyóirat 2005 Október–December számában jelent meg.
- Dr. Kovács Endre ny. KVVM főosztály vezető, a transzmissziós modell rendszer kialakítása és működtetésének kérdéseiben évtizedeken keresztül jelentős segítséget nyújtott, Felügyelőségek részére való átadásában kulcsszerepet játszott.
- Dr. Gács Iván tszv tanár BME, a transzmissziós rendszer szabványosítását jelentős tevékenységével éveken keresztül segítette elő.
- Dr. Baranka Györgyi meteorológus, szakvélemény készítés specialistája
6. Amerikai tanulmányút fényképei
(Beatiful Places I visited during my Felloship in the US)
1964-65 években ENSZ ösztöndíjas tanulmányút nevezetesebb állomásai illetve az ott megtekintett kiemelt természeti és turisztikai látványosságok:
Ms. Nixon fogadásán felkínált sütemény
Wallops Island műholdvevő állomás
