İstanbul Bölgesinde Yüzey Ozonun Fotokimyasal-Dinamik Bir Modelle İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, tipik yaz günleri için UAM-V model sistemi kullanılarak İstanbul bölgesinde yüzey ozon konsantrasyonları elde edilmiş ve sonuçlar irdelenmiştir. Konsantrasyonların hesaplanabilmesi için gerekli olan meteorolojik değişkenlerin üç boyutlu dağılımı orta ölçek prognostik bir meteorolojik model çalıştırılarak elde edilmiştir. Meteorolojik model kompleks arazi ve yüzey özellikleri dağılımı etkilerini hesaplara katabilmektedir. Bölgede ozon oluşmasında rol oynayan emisyonların sadece motorlu karayolu taşıtlarından kaynaklandığı varsayılmıştır. Motorlu karayolu taşıtları emisyonları, emisyon faktörleri ve trafik aktiviteleri modellemeleri ile kestirilmiştir. Orta ölçek meteorolojik model sonuçları bölgede yüzey konsantrasyon dağılımlarını etkileyebilecek termal sirkülasyonların varlığını göstermektedir. Kestirilen trafik aktivitelerinin mevcut birkaç trafik sayımı ile uyumu makul düzeydedir. Emisyon faktörleri, üretilen senaryolarla EPA'ya ait Mobil5a emisyon faktör modeli kullanılarak elde edilmiştir. Senaryolarda, motorlu taşıtların tescil ve yaş dağılımı, yakıt uçuculuğu, taşıt dağılımı, trafik akış hızı, çevre sıcaklığı kullanılmıştır. Şehir içi motorlu karayolu taşıtları emisyonları için, EPA EPS2.0 emisyon önişlem sistemi kullanılarak üretilen senaryolara uygun emisyon envanterleri hazırlanmıştır. Bu amaçla şehir içi yollar sayısallaştırılarak sınıflandırılmıştır. Elde edilen yüzey ozon konsantrasyonları ile bölgede yapılan gözlemler karşılaştırıldığında sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür. Sonuçlar EPA'nın kabul edilebilirlik kriterlerine de uygun bulunmuştur.

In this study surface ozone concentrations were determined over İstanbul region for typical summer days by using UAM-V modeling system and results were examined. Three dimensional distribution of meteorological variables required for calculation of concentrations were obtained from a mesoscale prognostic meteorological model. The meteorological model is capable of taking into account effects of complex topography and surface characteristics distribution. Emissions responsible for ozone formation over the region were assumed to be originated from highway vehicles only. Emissions from highway vehicles were estimated by means of emission factors and traffic activity modelling. Results obtained from meteorological modelling indicate the presence of thermal circulations that could affect the concentration distribution in the region. Accordance of estimated traffic activities with a few available traffic counts is within a reasonable level. Emission factors were obtained by means of generated scenarios and EPA Mobile5a emission factor model. The parameters used in the scenarios were vehicles registration distribution, fuel volatility, vehicles mixes, vehicles speeds and environmental temperatures. Emission inventories for urban highway vehicle emissions suitable to the generated scenarios were prepared by means of EPA EPS2.0 emission preprocessor system. For this purpose urban highways were digitized and categorized. Calculated and observed surface ozone concentrations within the region were compared and results were found to be in accordance. The results were found to be within EPA’s acceptability limits.