شبیه‌سازی عددی رفتار آلودگی هوای تهران براساس الگوی باد

Abstract

در نوشتار حاضر رفتار آلودگی هوا در سطح شهر تهران با در نظر گرفتن الگوی باد با استفاده از یک مدل میان‌مقیاس موسوم به مدل آلودگی هوا (TAPM) شبیه‌سازی شده است. در این زمینه سه دامنه با تفکیک افقی 30، 15 و 5 کیلومتر در نظر گرفته شده و خروجی‌های آن با درجة تفکیک 5 کیلومتر لحاظ شده است. شبیه‌سازی براساس آلاینده‌های PM-10 و CO و داده‌های باد در تراز ده‌متری از پنج نقطه شهر با در نظر گرفتن دو حالت (با حضور شرایط سینوپتیک و بدون حضور شرایط سینوپتیک) انجام گرفته است. نتایج حاصل از این شبیه‌سازی حاکی از آن است که الگوی باد در شرایط در نظر گرفتن سینوپتیک همگن‌تر است و با افزایش ارتفاع، سرعت نیز افزایش می‌یابد. در مقابل، در وضعیت بدون حضور شرایط سینوپتیک الگوی باد ناهمگن است و با افزایش ارتفاع، سرعت نیز کاهش می‌یابد، همچنین غلظت عناصر آلاینده از شمال به جنوب و از شرق به غرب افزایش می‌یابد. حداکثر غلظت در مناطق شهریِ 11 و 12 و حداقل آن در مناطق 4 و 21 مشاهده شده است، که این مسئله با جهت باد در مدل و نیز از طریق رسم گلباد، همخوانی دارد. خروجی مدل نشان می‌دهد که از لحاظ جهت باد، شبیه‌سازی با شرایط واقعی همخوانی خوبی دارد. از لحاظ سرعت نیز شاخص توافقی 60 درصد وجود دارد. مدل به کار گرفته شده، در خصوص آلودگی تا 51 درصد شبیه‌سازی را به‌درستی انجام داده است، ضمن اینکه مدل برای یک سطح شبیه‌سازی انجام می‌دهد در صورتی که اندازه‌گیری‌های واقعی به‌صورت نقطه‌ای هستند. سرانجام آنالیز واریانس بین مناطق مختلف شهر، حاکی از آن است که میانگین آلودگی در مناطق 11 و 12 اختلاف معنی‌داری با سایر مناطق نشان می‌دهد. با توجه به اینکه سرعت باد جز در موارد بسیار محدود از 20 گره (10 متر بر ثانیه) کمتر بوده است، درنتیجه آلودگی در سیکل بسته‌ای در تهران گرفتار می‌آید و برای مدت طولانی از سطح شهر تخلیه نمی‌شود.