Ochrona powietrza – zależności klimatyczne i lokalizacyjne

Sporządzana dokumentacja dotycząca wskaźników ochrony powietrza zawiera zagadnienia zawarte w metodyce referencyjnej z rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 26 stycznia 2010 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu. Są to nie tylko opisy i sposoby obliczeń poszczególnych wartości stężeń zawartych w powietrzu, lecz również elementy otoczenia, przyrody, ukształtowania terenu i lokalnych warunków klimatycznych mających ogromny wpływ na rozprzestrzenianie się emisji w powietrzu.

Na początku analizowana jest ogólna lokalizacja i jej warunki klimatyczne. Przedmiotowy teren zostaje sklasyfikowany zgodnie z podziałem fizycznogeograficznym wg. J. Kondrackiego. Charakterystyki meteorologiczne mezoregionów zawierają wiele informacji dotyczących warunków klimatycznych danego obszaru. Błędnie przypisana charakterystyka może skutkować nieprawidłową oceną wysokości stężeń i ich odniesień do wartości ujętych w normach. Może wystąpić sytuacja, gdzie charakterystyka danego miejsca nie występuje w ogólnym zbiorze danych. Należy wówczas dobrać inną charakterystykę poprzez podobieństwo obszarów. Ważna jest przy tym ocena podobieństwa klimatycznego, ukształtowania terenu, obecności dużych obiektów hydrograficznych. Często wybór sąsiadujących ze sobą regionów, mimo niewielkich odległości, skutkuje błędną oceną, gdyż nie posiadają podobnych warunków meteorologicznych. Wyraźnym przykładem jest porównanie lokalizacji Kalisza i Koła. Na niewielkiej odległości między miastami (63 km) występuje zmiana mezoregionu z Wysoczyzny Kaliskiej na Kotlinę Kolską, która determinowana jest głównie ukształtowaniem terenu i jego zmianą wysokości nad poziomem morza. Skutkuje to odmiennymi ruchami wiatrów, a co za tym idzie – innym rozprzestrzenianiem się emisji substancji w powietrzu. Dane z charakterystyk regionów są kontrolowane i porównywane do danych pobieranych ze stacji meteorologicznych IMGW, głównie pod kątem aktualności zapisów oraz zmniejszenia błędów pomiarowych i obliczeniowych. Na podstawie powyższych danych wyznacza się m.in. różę wiatrów dla przedmiotowego obszaru oraz statystyki klas równowagi. 

Następnie przechodzi się do analizy lokalizacji i otoczenia przedmiotowej działki, by określić ruchy powietrza występujące bezpośrednio wokół przedmiotowego przedsięwzięcia, które będzie emitować substancje do atmosfery. W tym celu wyznacza się współczynnik aerodynamicznej szorstkości terenu. Wykorzystuje się do tego specjalne oprogramowania, gdyż inaczej jest to bardzo czasochłonne, ponieważ nie stosuje się żadnych uproszczeń, uogólnień w metodyce obliczeniowej powyższego aspektu. Program wyznacza obszar obejmujący oddziaływanie jako okrąg o promieniu równym 50-krotności wysokości najwyższego emitora (hmax). Należy w nim wyznaczyć wszystkie obszary, które mają wpływ na zmianę ruchów powietrza, np. lasy wysokie, młodniki, zabudowa  na otwartej przestrzeni pól, sady, zarośla itp. Jest to ważna część, ponieważ należy bardzo dokładnie wyznaczyć powierzchnie poszczególnych obszarów, gdyż współczynniki dla każdego z nich bardzo od siebie odbiegają. Może to skutkować dużymi błędami w wartości średniej, oczekiwanej w obliczeniach dla danego obszaru. Po przypisaniu odpowiednich współczynników dla poszczególnych terenów program wylicza wartość średnią współczynnika szorstkości terenu, zgodnie z metodyką referencyjną. 

Na podstawie powyższych obliczeń ruchów powietrza w dalszych etapach wyznacza się wartości stężeń i występowania poszczególnych substancji w powietrzu oraz określa się ich rozprzestrzenianie. Błędy popełnione na etapie analiz lokalizacyjnych i klimatycznych mogą skutkować nierzeczywistymi wartościami emisji do powietrza i błędnym porównaniem ich do wartości normatywnych.