Hava kalitesi modelleme, hava kirleticilerinin atmosferde nasıl dağıldığının, hava kalitesini ve atmosferi nasıl etkilediğinin matematiksel bir simülasyonudur. Hava kalitesi modelleri, hava kirleticilerini etkileyen ve atmosferde reaksiyona giren fiziksel ve kimyasal süreçleri simüle etmek için matematiksel ve sayısal teknikleri kullanır.
Modern yaşamın olumsuz bir sonucu olan hava kirleticilerinin dağılım analizi oldukça önem taşımaktadır. Yangınlar, volkanik etkiler gibi doğal kaynaklar, ısınma araçları, yüksek atığa sahip sanayi kuruluşları veya taşıtlar olarak örneklendirilebilen kaynaklardan yayılan emisyonların bir sonucu olarak hava kalitesi düşer. Hava kalitesi, doğrudan hayat kalitesini de etkiler. Son yıllarda hava kirliliğine neden olan tesislere ciddi yaptırımların uygulandığı bu problemin analizinde söz konusu havanın kalitesini ölçmek oldukça önem teşkil eder. Ancak değişken parametreler, ölçümlerin kesinliğini etkiler. Bu bağlamda kirleticilerin kaynaktan salındıktan sonra atmosferdeki hareketlerini, üretim ve giderimlerini, belirli noktalardaki konsantrasyonlarını matematiksel formüller ve algoritmalarla simüle edilen hava kalitesi modelleme yöntemine başvurulur.
Hava kalitesi modelleme çalışmaları, genel olarak kurulması planlanan endüstri tesislerinin oluşturacağı muhtemel hava kirliliğini önceden tahmin edip tedbir almak amacıyla kullanılır. Hava kalitesi dağılım modeli hesaplamalarında değişken meteorolojik koşullardan etkilenen kirleticilerin kaynak ile mesafesinden ve topografya bilgilerinden yararlanılır. Bu sayede atmosferde bulunan hava kirleticilerinin ortam şartları ile nasıl bir tepkime verdiği ve yayılımı analiz edilir. Hava kalitesi dağılım modeli ölçümleri ile gerçek ölçümler arasında fark bulunur, ancak bu emisyon ölçümlerinden yararlanılarak kirleticilerin yer seviyesindeki konsantrasyonları ile ölçüm sonuçları büyük oranda karşılaştırılabilir. Hava kalitesi modelleme çalışmalarında birçok farklı yöntem kullanılır. Bu yöntemler çalışmanın türüne ve uygulama alanına göre farklı avantajlara ya da dezavantajlara sahiptir.
Hava Kalitesinin Modelleme ile Ölçümü
Hava kalitesi modelleme de kullanılan modeller farklı özelliklere sahiptir. Modeller genellikle onları geliştiren kurumlar ve topluluklar tarafından ücretsiz olarak kullanıcılara sunulur. Kullanıcı arayüzü içermeyen bu modellerde çalışma yapılabilmesi için bazı firmaların geliştirmiş olduğu paket arayüz programları kullanılmaktadır.
Kullanıcı Kirleticinin kaynaktan dağılımını, ortamda taşınımını ve birikimini analiz ederek haritalar oluşturan bu programlar, temelde aynı mantığa dayanır. Modellerle oluşturulan dağılım haritaları sayesinde kirliliklerin çevresel ve meteorolojik koşullara göre dağılımı hakkında bilgi sahibi olmak mümkündür. Hava kalitesi modelleme çalışmalarında çoğunlukla AERMOD, CALLPUFF, ADMS, ADAM, AFTOX, ASPEN, BLP, CALINE3&CALINE4, CTDMPLUS, CTSCREEN, OCD, RTDM, SCREEN 3, SDM, TSCREEN ve VALLEY programları kullanılmaktadır. Ülkemizde Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından yayımlanan “Madencilik Projelerinde Hava Kalitesi Dağılım Modeli Uygulama Kılavuzu”nda açıklandığı gibi “Çevresel ve Etki Değerlendirme (ÇED)” süreçlerinde hava kalitesi dağılım modellerinden AERMOD (American Meteorological Society/Environmental Protection Agency Regulatory Model) modeli daha uygun görülmüştür.
AERMOD Modelinin Tanımı ve Uygulaması
AERMOD: Hem yüzey hem de yükseltilmiş kaynakların ve hem basit hem de karmaşık arazinin işlenmesi dahil olmak üzere, gezegensel sınır tabaka türbülansı yapısına ve ölçekleme kavramlarına dayanan hava dağılımını içeren sabit durumlu bir plume modelidir.AERMOD modeli, kirleticilerin sınır tabakası üzerindeki meteorolojik ve topografik etkilerin ölçümünde, dikey ve yatay dağılım anlamına gelen kararlı hal Gauss duman akımı eşitliğini kullanır. Kararlı hal durumunda, aynı saatlerde, eşit meteorolojik koşullarda çalışıldığı düşünülmektedir. Noktasal, alansal, hacimsel ve çizgisel kaynaklar modelde tanımlanabilir. Çevrede bulunan binalara ait coğrafi ve geometrik bilgilerde model tarafından yapılan hesaplamalarda dikkate alınmaktadır.
AERMOD modeli, yüzey pürüzlülük uzunluğunu ve moin-obukhov (L) uzunluğunu temel alır. Düz ve engebeli arazilerin modellenebildiği AERMOD, 50 km’ye kadar modelleme imkânı sağlar ve kompleks endüstriyel kaynaklara başarılı bir şekilde uygulanabilir. Bunula beraber deneyimlerimiz, kaynak ile alıcı arasındaki mesafenin 20 km’den az olduğu durumlarda, AERMOD’un saha ölçümleri ile oldukça yakın sonuçlar verdiğini göstermektedir. Daha geniş etki alanlarında ve kıtalar arası taşınımlarda CALPUFF modeli ön plana çıkmaktadır. Modeller ile gaz ve partikül birikimi, ıslak ve kuru çökelme konsantrasyonları ölçülebilir. Bölge nüfusu ile ilgili bilgi de hesaplamalara dahil edilebildiği için kırsal ve kentsel yerleşim alanları için koşullar ve konsantrasyon tahmini yapılır. Yüksek konsantrasyonlarda AERMOD modeli, gerçeğe oldukça yakın sonuçlar sunar.
AERMOD Modeli Kaynak Kodları
AERMOD açık kaynak kodlu, Fortran programlama dilinde yazılmış Amerika Çevre Koruma Ajansı internet sitesi üzerinden ücretsiz olarak erişilebilen bir modeldir. Kullanıcılar kaynak kodlarında değişiklikler yaparak spesifik çalışmalar gerçekleştirebilirler. MACOM yazılım ekibi Fortran programlama diline ve modellerin kaynak kodlarına hakimdir ve kaynak kodları projelerin özel ihtiyaçları doğrultusunda geliştirebilir.
AERMOD Kaynak Kodları
Model Sonuçlarının Değerlendirilmesi
Uygulamada, hava kirliliği seviyesinin ölçülmesinde çalışmanın girdi ve çıktı verilerinin sunulması istenmektedir. Belirli bir noktaya olabilecek etkinin tespit edilebilmesi için ilgili koordinatların modelin tasarımı aşamasında yazılıma girilmesi gerekmektedir. Girdiler olarak emisyonlar, meteoroloji, topografya, kimyasal reaksiyonlar sayılabilirken çıktı olarak kirlilik dağılım haritası verilir. Haritalar kartezyen veya polar koordinat olmak üzere farklı türlerde oluşturulur. Sonuç olarak sunulan bu haritada sayısal modelleme sonuçları; topografik haritalar ve uydu görüntüleri üzerinde yıllık, aylık, günlük veya saatlik kirlilik yayılımı raporlanır.
AERMOD Hava Kalitesi Modelleme Çalışmalarımız
MACOM, ulusal ve uluslararası çevresel mevzuatları temel alarak hava kirliliği kontrolünde toplum sağlığı ve sürdürülebilirlik odaklı çalışır. Kaliteli dağılım modellerini uygulayan ve raporlandıran MACOM, emisyon ölçümlerini teknolojik modellerle analiz eder ve elde edilen ölçümlerle mevcut havanın kalitesini iyileştirici çözüm yöntemleri sunar. Hem ekolojik hem de ekonomik faydalar elde etmek için çevresel danışmanlık alanında önder olan MACOM’un ileri mühendislik hizmetleri ve deneyimlerinden faydalanabilirsiniz. Hava Kalitesi Modelleme hizmetlerimiz hakkında detaylı bilgi almak için https://www.macom.com.tr/hava-kalitesi-modelleme/ adresimizi ziyaret edebiliriniz.