SIMAIR. ett internetverktyg för bedömning av luftkvalitet i vägars närområde. Användarbeskrivning

SIMAIR ett internetverktyg för bedömning av luftkvalitet i vägars närområde Användarbeskrivning Juni 2005

Innehållsförteckning SIMAIR - EN ANVÄNDARBESKRIVNING... 1 1. Bakgrund... 1 2. Översikt över SIMAIRs funktioner... 2 3. EDITERA väg- och trafikinformation på NVDBs vägnät... 3 3.1 Väg- och trafikinformation i SIMAIRs emissionsdatabas... 3 3.2 Underliggande information i SIMAIRs emissionsdatabas... 5 4. VISA förberäknade bakgrundshalter och emissioner... 8 4.1 VISA bakgrundskoncentrationer... 8 4.2 VISA emissioner... 9 5. BERÄKNA lokala halter i vägars närhet... 11 5.1 BERÄKNA och visa årsmedelvärden på kartan... 11 5.2 Presentera resultat från BERÄKNA... 12 6. Validering av SIMAIR-resultat... 14 6.1 Inledning... 14 6.2 Utvärderingsexempel: Mätplats och sättningar under EDITERA i SIMAIR... 14

Några ordförklaringar: MKN: Totalhalt: Miljökvalitetsnormer. Finns idag för NO 2, NOx, O 3, SO 2, bly, PM10, CO och bensen, varav SIMAIR beräknar NO 2, O3, PM10, CO och bensen. För att ange hur omfattande kontroll som krävs så anges nedre och övre utvärderingströskeln. Hur totalhalten i SIMAIR förhåller sig till MKN respektive de två utvärderingströsklarna är vägledande för vilka åtgärder som kan behövas. Summan av den lokala väglänkens bidrag, bidraget från vägar och andra källor runt omkring i tätorten (urbana haltbidraget) samt de regionalt bidragen från alla typer av källor i övriga Sverige och utlandet. Anges i µg/m 3. Totalhalt ges av SIMAIR på två sätt. Under funktionen VISA ges totalhalten som urban bakgrund, dvs den halt som normalt uppmäts i taknivå (geometrisk upplösning 1 x 1 km). Under funktionen BERÄKNA ges totalhalten i gatunivå och är normalt högre än urban bakgrund. Om halten i taknivå ligger nära MKN, så har tätorten ett storskaligt luftkvalitetsproblem. För det flesta orter gäller att det är halterna i vägars närområde, i gatunivå, som kan närma sig eller överskrida MKN. MATCH: BUM: SMED: NVDB: Regional spridningsmodell på SMHI, finns i SIMAIR i 2 versioner (Europa och Sverige) Urban spridningsmodell som används av SMHI för att förberäkna den urbana haltbidraget över ett rutnät på 1x1 km. BUM består av en trajektoriemodell för trafikemissioner och en Gaussisk plymmodell för punktkällor. Svensk miljöemissionsdatabas. På uppdrag av Naturvårdsverket arbetar ett konsortium bestående av SCB, SMHI och IVL med att årligen uppdatera en utsläppsdatabas över Sverige, huvudsakligen för rapportering till EU. Som arbetsmaterial används emissionsdata på 1x1 km, den internationella rapporteringen sker dock med en grövre rumslig upplösning. Vägverkets nationella vägdatabas. Innehåller väginformation från samtliga statliga och kommunala vägar, samt trafikinformation från statliga vägnätet och större genomfarter i kommunerna. Trafikinformation från övriga kommunala vägar uppskattas i SIMAIR genom modellsimuleringar (modellen EMMA applicerad på SAMPERS-statistik). Emissioner: I SIMAIR används f n EVA-modellen för att beräkna emissionerna från vägtrafiken, men en övergång till den europeiska modellen ARTEMIS är förberedd inför kommande uppdateringar av SIMAIRs databaser. MESAN: ÅDT: Öppen väg: Gaturum: Mesoskaliga meteorologiska analyser baserade på alla de på SMHI tillgängliga mätvärden, såväl manuella som automatiskt insamlade. Där ingår även Vägverkets VViS-stationer samt radar- och satellitinformation. ÅrsDygnsTrafik: Trafikflöde uttryckt som årsmedelvärdet av antal fordon per dygn som passerar en viss väglänk. Väglänk där hushöjden är noll på båda sidor om vägen. Öppen väg finns både i landsort och i tätort. Med SIMAIR kan användaren beräkna halter i receptorpunkter på 2 m höjd på olika avstånd 0-100 m från vägkant. Modellen benämns OpenRoad. Väglänk i tätort, med hastighet 70 km/tim och med hushöjd på ena eller båda sidorna > 0 m. Här används OSPM-modellen, som beräknar halten 2 m från husvägg (de två husväggarna är skilda åt med gaturumsbredd ) och på 2 m höjd.

1 SIMAIR - en användarbeskrivning 1. Bakgrund Den 19 juli 2002 trädde förordning 2001:527 i kraft, i vilken miljökvalitetsnormer (MKN) för utomhusluft definieras bl a för NO 2, PM10, CO och bensen. Det åligger varje kommun att visa att faktiska haltnivåer för dessa ämnen ligger under MKN-gränserna. En genomgång av Naturvårdsverket pekar på att så många som 80% av kommunerna problem med PM10-halter som ligger nära MKN (Naturvårdsverket, 2004). Motsvarande siffra för NO 2 är 25%. För CO och bensen bedöms risken liten för överskridanden i svenska kommuner. De områden som framförallt bör undersökas är de med mycket trafik och/eller dålig ventilation (s k gaturum) samt bostadsområden med stor andel vedeldning. På Referenslaboratoriets hemsida http://www.itm.su.se/reflab/utv_strategi.html finns anvisningar om hur kommunerna ska arbeta för att visa uppfyllelse av MKN (Figur 1.1). Det sker genom en stegvis sållning där man med enkla bedömningar (trafiknivå, nomogram) identifierar områden där en noggrannare analys måste göras, eventuellt genom mätningar. För att stärka kommunernas möjligheter att utföra en effektiv sållning och identifiering av MKN-kritiska platser, har Naturvårdsverket och Vägverket finansierat utvecklingen av ett Internet-verktyg, SIMAIR. Figur 1.1 Utvärderingsstrategi för luftkvalitet (från Referenslaboratoriets hemsida). Konceptet bakom SIMAIR är att på en användarvänlig websida samla den information som bestämmer luftföroreningshalterna längs vägarna i en kommun. Där inbegrips bakgrundshalter, meteorologi, trafikvolym och fordonssammansättning samt en rad faktorer som avgör hur stora emissioner som är att förvänta vid en viss väg. Till detta kopplas avancerade spridningsmodeller. SIMAIR är således ett verktyg för att bedöma föroreningshalten i vägars närhet, dvs där trafiken utgör den huvudsakliga lokala källan. Statens Energimyndighet har nyligen anslagit medel för ett kompletterande vertyg riktat mot bostadsområden med vedeldning, VEDAIR. Beslut om utvecklingen av SIMAIR togs i september 2003 och baserades på en förstudie utarbetad av SMHI och Vägverket gemensamt (dokumentet finns att ladda ner från http://www.luftkvalitet.se, klicka på SIMAIR förstudie). Utvecklingen av systemet genomfördes under hösten 2003 och hela 2004. En slutrapport med relativt detaljerade tekniska beskrivningar av den information och de modeller som utgör basen i SIMAIR finns samma hemsida, klicka på SIMAIR slutrapport.

2 SIMAIR kommer således att användas tillsammans med mätningar för att visa om MKN (MiljöKvalitets- Normer) uppfylls eller inte i vägars närområde. Eftersom huvudansvaret för att visa detta ligger på kommunerna, så är SIMAIR i första hand utformat som ett redskap för den ansvarige handläggaren för luftkvalitet i en enskild kommun. SIMAIR kan dock med fördel användas i regionalt samarbete och då finns möjligheter för t ex ett luftvårdsförbund och en länstyrelse att se alla regionens kommuner i sitt SIMAIR. Slutligen finns som storanvändare också Vägverket, som arbetar med och ser SIMAIR över vart och ett av de sju vägverksdistrikten. Föreliggande rapport avser att på ett lättfattligt sätt beskriva hur SIMAIR kan användas och vilka resultat som kan genereras. Först ges en övergripande beskrivning av hur man kommer in i SIMAIR och vilken typ av information som man kan få via systemets tre huvudfunktioner. Därefter beskrivs var och en av de tre huvudfunktionerna i separata kapitel, med exempel hämtade från några olika kommuner. Där diskusteras också vilka överväganden som användaren bör göra när det gäller tolkning av SIMAIR-information. I det sista kapitlet redovisas en utvärdering av SIMAIR för ett gaturum i Uppsala. 2. Översikt över SIMAIRs funktioner SIMAIRs databaser, modeller och övrig mjukvara ligger på en web-server på SMHI i Norrköping. Mot en årlig licensavgift disponerar användaren, via ett användarnamn och lösenord, en egen databasmiljö med en digital karta över sin kommun. Där finns all information som behövs att beräkna föroreningshalter i vägars närhet, bl a meteorologi, väg- och trafikdata och färdigräknade bakgrundsbidrag. Allt arbete som användaren utför iform av uppdaterad väg- och trafikinformation lagras som personliga versioner av den levererade originaldatabasen. Likaså sparas spridningsberäkningar i form av sessioner (som kan namnges). Flera personer kan logga in med samma password och nå kommunens databaser, även om vi uppmanar till försiktighet med att flera personer samtidigt utför spridningsberäkningar under samma användarnamn. Inloggning till SIMAIR sker från en central hemsida http://www.luftkvalitet.se, Figur 2.1. Fig. 2.1 Hemsida varifrån SIMAIR startas (http://www.luftkvalitet.se) Den röda ringen markerar var man når SIMAIRs inloggningsmeny. Där finns, förutom dokument som beskriver SIMAIR och en kommande applikation för vedeldning (VEDAIR), också annan dokumentation och länkar som är användbara för arbete med luftkvalitetens miljökvalitetsnormer. Själva inloggningssidan ser ut som i Fig. 2.2.

3 Fig. 2.2 Inloggningsmeny SIMAIR SIMAIR arbetar med tre huvudfunktioner: VISA BERÄKNA EDITERA I VISA kan användaren se förberäknade haltfält årsmedelvärden och percentilvärden - med en geografisk upplösning av 1 x 1 km. Totalhalten representerar s k urban bakgrundshalt, dvs den halt som normalt uppmätts i taknivå. Dessutom kan rumslig fördelning av emissioner presenteras, både av de emissioner som använts för att skapa de förberäknade fälten och av de emissioner som kommer från fordonen på NVDB-vägnätet. BERÄKNA ger användaren möjlighet att utföra egna modellberäkningar i receptorpunkter båda sidor om en vald länk i NVDB-vägnätet. Halterna sker i gatunivå och kommer att vara högre än de urbana bakgrundshalter som ges under funktionen VISA. EDITERA används för att granska och modifiera väg- och trafikinformation på länkarna i NVDBvägnätet. Efter inloggning hamnar användaren på webbsidan för den sist använda av SIMAIRs tre funktioner VISA, BERÄKNA och EDITERA. Alla tre webbsidor har längst till vänster ett blått menyfält och till höger ett grått fält antingen för karta eller undermenyer. Längst ner till vänster, i det blå fältet, kan användaren hoppa mellan de tre funktionerna. Strax ovanför finns också en Hjälp-funktion, som ger en snabb orientering om vad som kan göras på respektive webbsida. I följande kapitel visas hur de tre olika gränssnitten används och vilka resultat som kan genereras. Av pedagogiska skäl gör vi genomgången i ordningen EDITERA VISA BERÄKNA. 3. EDITERA väg- och trafikinformation på NVDBs vägnät 3.1 Väg- och trafikinformation i SIMAIRs emissionsdatabas Under funktionaliteten EDITERA kan användaren granska och modifiera delar av innehållet i den emissionsdatabas som döljer sig under NVDB-vägnätet. Kartan baseras på Röda kartan (1:100 000) och är medvetet gjord med låg detaljeringsgrad t ex avseende vägnätet, där bara huvudvägarna finns med (svarta linjer i Fig. 3.1.1). Funktioner för kartpresentation ges i figurtexten i Fig. 3.1.1.

4 Färgskalan är också relativt matt för att tillåta presentation av färgade spridningsresultat ovanpå kartan. Menyerna längst upp till vänster i det blå fältet (Fig. 3.1.1) ger möjlighet att administrera olika emissionsdatabaser (EDB:er). Dessa kan ha olika status: Original (markerade i rött): Databas som levereras till användaren, kan ej ändras eller raderas, bara kopieras. Lokal (markeras i blått): Lokala kopior av original-edb:n som användaren skapat. Viss information kan ändras. Avsikten är att SMHI och Vägverket ska kunna återta lokala EDB:er som en kommun förbättrat. Experimentell (markeras i grönt): Lokala kopior av original-edb där användaren kan ändra all information. Fig. 3.1.1 EDITERA: NVDBs vägnät visas i vitt, alla länkar klickbara. Genella kartfunktioner: - Klicka på Zooma in, ange område med vänster musknapp intryckt. - Zooma ut sker med fasta steg. - Klicka på Panorera och dra bilden med vänster musknapp nedtryckt (gäller endast EDITERA och BERÄKNA, ej VISA) NVDB-vägnätet presenteras i vitt och består av klickbara länkar. När man klickat på en väglänk markeras den som ett tjockt vitt streck, se Fig. 3.1.1. Den lilla menyn anger dels vägens namn, som i nuvarande uttag från NVDB består att icke-unika nodnummer, dels ÅDT (antal fordon per dygn, årsmedelvärde). Användaren kan därefter klicka vidare på tre funktionsknappar: Lägg till: Ger möjlighet att skapa en ny väglänk. Ändra: Öppnar ett gränssnitt för modifiering av väg- och trafikinformation. Ta bort: Ger möjlighet att radera en viss väglänk. I Fig. 3.1.2 visas det förenklade gränssnittet som normalt används för SIMAIR-applikationer, dvs som öppnar sig när man klickar på Ändra för en väglänk i en lokal Edb (samma gränssnitt öppnas om det är en original-edb, men då går informationen bara att läsa, inte ändra). Den information som ur SIMAIR-synpunkt är viktigast att verifiera och eventuellt korrigera är: ÅDT (antal fordon per dygn) ÅDT tunga (antal tunga fordon per dygg) För gaturum är Hushöjd mycket viktigt liksom Gaturumsbredd. Dubbdäcksandel (Max dubbäck) viktigt för emissionen av slitagepartiklar Kallstartsandel viktigt för avgasemissionerna

5 Användaren ska kunna använda informationen som den levereras och från BERÄKNA få en indikation om vägen kan utgöra ett problem när det gäller MKN. Om halterna överskrider övre utvärderingströskeln bör användaren granska och förbättra framförallt två saker: Hushöjd: Eftersom SMHI inte har tillgång till någon nationell databas för hushöjder, så levereras SIMAIR med följande standardsättningar: Tätortsgator med hastighet 50 km/tim får automatiskt hushöjd 20 m på bägge sidor. Tätortsgator med hastighet = 70 km/tim får automatiskt hushöjd 5 m på bägge sidor. Dessa standardsättningen är ämnade att ge, för en viss trafikmängd, maximalt möjliga halter. Tungtrafikandel: Eftersom de modellberäknade trafikflödena avser persontransporter, så kan tungtrafikandelen vara felskattad. Speciellt gäller detta för industriområden, där tungtrafiken kan utgöra en stor del av totala trafikflödet. Om användaren känner till industriområden med stor andel tung trafik, så bör SIMAIRs data granskas just där. Det finns annars en risk för underskattat antal tunga fordon och därmed underskattade emissioner/halter. För statliga och vissa kommunala genomfartsvägar är dock informationen bättre, eftersom den bygger på mätningar. Ur användarsynpunkt kan det också vara praktiskt om vägen döps om med riktigt gatunamn, eventuellt med någon form av kompletterande numrering. De koder som står där vid leverans finns dubblerade under Info. Fig. 3.1.2 Funktionalitet EDITERA: Förenklat gränssnitt med information som användaren kan modifiera. 3.2 Underliggande information i SIMAIRs emissionsdatabas Förutom den information som finns under det förenklade gränssnittet, beskrivet i avsnitt 3.1, så finns också möjlighet att granska/ändra den underliggande strukturen med Vägtyper och Fordon. Detta går bara att göra för experimentella EDB:er, dvs de som anges med grön färg. Om man vill se den underliggande strukturen för en original-edb eller en lokal EDB, så måste man först kopiera den till en experimentell version. En klickning på Ändra för en väglänk i en experimentell databas ger en meny enligt Fig. 3.2.1 istället för det förenklade gränssnittet som ges i Fig. 3.1.2. Användaren kan då kontrollera vilken Vägtyp som hör till en viss länk.

6 Fig. 3.2.1 Funktionalitet EDITERA: Gränssnitt med information som användaren kan modifiera i en experimentell EDB. Gränssnittet ger användaren en möjlighet att kontrollera vilken vägtyp som används för motsvarande EDB i original eller lokal version. Därefter kan genom att klicka på Vägtyp respektive Fordon i det blå fältet till vänster få upp tabeller och annan information. Observa att väntetiden kan bli lång om man försöker klicka på Vägtyp, detta eftersom antalet vägtyper är mycket stort. I det förenklade gränssnittet finns inte Vägtyp med, eftersom det är en egenskap som normalt inte är känd av användaren. Istället används olika samband och relationer för att från skyltad hastighet, funktionell vägklass, vägbredd, läge i förhållande till centrum, tungtrafikandel etc knyta en väglänk till en viss Vägtyp. Den viktigaste för användaren att känna till är att vägtyperna för olika tungtrafikandel finns med en upplösning av 5% i tätort och 3% i landsbygd. Detta innebär att bara en mindre justering av ÅDT tunga kan innebär knytning till en annan vägtyp med 5% färre eller fler tunga fordon. På listan av kommande förbättringar finns en punkt om att förbättra den här strukturen, eftersom 5% skillnad i tungtrafikandel kan innebära stora förändringar av de totala emissionerna från vägen. Varje Vägtyp har en viss fördelning av fyra olika Fordon, se Fig. 3.2.2. De olika fordonen är i grunden personbil/bensin (Pb), personbil/diesel (Pbd), lastbil utan släp (lbu) och lastbil med släp/buss (lbs). Varje fordon har finns i två tillstånd, normal (varmkörd) och kallstartad. De för användaren viktigaste antagandena är att personbilarna anses bestå av 96% bensindrivna och 4% dieseldrivna fordon. Av lastbilarna anses alla vara dieseldrivna, med 80% utan släp och 20% med släp. Emissionsfaktorer för de olika fordonen kan nås genom att klicka på Fordon i det blå fältet tillvänster (Fig. 3.2.3).

7 Fig. 3.2.2 Funktionalitet EDITERA: Gränssnitt Vägtyp och undermeny Scenario, dvs den procentuella sammansättningen av fordonsflottan för en viss vägtyp. ( kallm står för kallstart i Mellansverige.) Fig. 3.2.3 Funktionalitet EDITERA: Gränssnitt Fordon med emissionsfaktorer (här för NOx och Lastbil med släp).

4. VISA förberäknade bakgrundshalter och emissioner 8 4.1 VISA bakgrundskoncentrationer Under funktionen VISA (väljs längst ner till vänster i det blå fältet) kan användaren presentera den rumsliga fördelningen av totalhalt i urban bakgrund (motsvarar normalt halterna i taknivå) och också separat de regionala och urbana bidraget till den urbana bakgrunden. Det regionala bidraget innehåller halter orsakade av källor utanför tätorten, både utomlands och i övriga delar av Sverige. Det urbana bidraget kommer från samtliga källor inom tätorten. Observa att totalhalt och de olika bidragen samtliga ges med 1 x 1 km upplösning, även om de regionala bidraget ursprungligen är beräknad i MATCH med en ännu grövre upplösning (11 x 11 km). Alla de i MKN ingående statistiska måtten (årsmedelvärden, percentiler) finns för respektive ämne NO 2, PM10, CO, bensen och ozon. Fig. 4.1.1 visar presentation av totalhalt för NOx. Färgskalan ges i två varianter, där den första är fast och ger MKN-överträdelse i rött, halter mellan övre utvärderingströskel och MKN i orange samt ahlter mellan undre och övre utvärderingströsklarna i gult. Den andra skalan är personlig och kan sättas enligt användarens önsemål genom att klicka på Färg till vänster i det blå fältet. Fig. 4.1.2 visar den urbana bakgrundshalten för NO 2, med personlig färgskala. Fig. 4.1.1 Funktionalitet VISA halter: Presentation av urbana bakgrundshalter för NO 2 (1x1 km upplösning), för jämförelse med MKN (rött), övre (orange) och undre (gult) utvärderingströsklar. Fig. 4.1.2 Funktionalitet VISA halter: Presentation av det urbana bidraget till urbana bakgrundshalten för NO 2, för analys av var höga halter är troliga. Färgskalan är personlig och referar inte till MKN.

9 Användaren kan exportera VISA-fälten antingen i bildformat (GIF eller PDF-format) alternativt som numeriskt fält i EXCEL-format. Detta görs genom att klicka på Visa i mitten på det blå fältet till vänster, under Färg (se Fig. 4.1.2). De halter som visas under VISA har alla en rumslig uppslösning av 1x1 km, vilket betyder att man ska jämföra dem med en mätning antingen högt upp i taknivå eller som en mätning långt ifrån närmaste större väg eller punktkälla. Vad som är långt ifrån beror hur mätaren sitter i höjdled (ju högre upp på ett tak, desto mindre avstånd från stor väg krävs). Mätningar på gågator utan egna emissioner kan ibland vara påverkade av tätt trafikerade vägar som korsar relativt nära, kanske 10-100 m från mätplatsen. Mätvärdet kan då vara svårt att jämföra med SIMAIRs beräkning som görs på kilometerskala. Användaren kan lämpligen använda VISA för att: Med hjälpa av totalhalter bilda sig en uppfattning om tätorten har ett storskaligt (urbant) problem med halter nära MKN. Med hjälp av totalhalter eller det urbana haltbidraget få en uppfattning om var halterna i gatunivå kan vara högst (observera dock att det inte är säkert att den högsta lokala halten nere i gatunivå sammanfaller med de högsta urbana bakgrundshalterna, detta eftersom lokala halter är starkt beroende av hur innestängd en lokal gata är!). 4.2 VISA emissioner De förberäknade regionala haltbidragen bygger på en blandning av mätningar och simuleringar med HIRLAM/MATCH-modellerna. Simuleringarna görs på en skala av 11x11 km. För närvaranden används emissioner från SMED. De urbana haltbidraget beräknas med BUM-modellen på en skala av 1x1 km. Meteorologiska data kommer från MESAN, en objektiv analys av meteorologiska mätningar. Emissioner till BUM kan antingen komma från SMED eller, om så finns, emissionsdatabaser från tätorten ifråga. I SIMAIR kan användaren VISA de emissioner som används för BUM-modellens beräkning av det urbana haltbidraget. Detta sker genom att klicka på Emissioner Totalt eller Trafik (observera att emissioner bara finns för vissa ämnen, t ex NOx men inte för NO 2 ). Årsmedelemissioner visas då som färgade fält, se Fig. 4.2.1 och 4.2.2. Skillnaden mellan Total och Trafik utgörs huvudsakligen av energiproduktionens, industrins och sjöfartens utsläpp. Användaren kan också använda VISA för att få en uppfattning om totala utsläpp och rumslig fördelning från de lokala emissionsdatabaser som nås via EDITERA. För att markera skillnaden mellan dessa och de 1x1 km emissioner som används för de förberäknade halterna, så visas de lokala trafikemissionerna med en rumslig upplösning på 500x500 m (Fig. 4.2.3). Användaren kan jämföra Trafik (dvs trafikens emissioner i de förberäknade halterna) med Lokal trafik (trafikemissioner från NVDB-nätet, dvs de som används för de lokala beräkningarna). Totalbelopp och fördelning bör helst överenstämma någorlunda (dock behöver totalbeloppen inte vara så identiska som i figurexemplen!). Trafikemissioner från NVDB är mer detaljerade och bättre bestämda, observera dock att NVDB-vägnätet ofta går utanför den rödmarkerade tätortsmasken och därför kan representera ett större område än de emissioner som används för de förberäknade halterna. Observera också att för PM10 så finns inte slitagepartikelbidraget med, emissionen utgörs bara av avgasbidraget. Färgskalor kan modifieras och export av VISA-emissioner kan ske på format enligt vad som tidigare beskrivits för bakgrundskoncentrationer.

10 Fig. 4.2.1 Funktionalitet VISA emissioner: Presentation av totala urbana emissionen av NOx (1x1 km upplösning). Fig. 4.2.2 Funktionalitet VISA emissioner: Presentation av trafikens emissionen av NOx (1x1 km upplösning). Fig. 4.2.3 Funktionalitet VISA emissioner: Presentation av lokala trafikemissioner, i detta fal från original EDB:n för 2001. Observera att den rumsliga upplösningen här är 500x500 m.

11 5. BERÄKNA lokala halter i vägars närhet 5.1 BERÄKNA och visa årsmedelvärden på kartan I denna funktion kan användaren beräkna totala halter i vägars närområde. SIMAIR hanterar två typer av vägar, gaturum och öppen väg. Ett gaturum kan vara dubbelsidigt eller enkelsidigt, dvs ha bebyggelse på båda eller bara ena sidan. Öppen väg har god ventilation och ingen bebyggelse i närheten som stänger inne luftföroreningarna orsakade av den lokala trafiken. SIMAIR läser informationen som lagrats i emissionsdatabasen (EDITERA), om det finns byggnader på någon eller båda sidor så räknas vägen som gaturum. Endast om hushöjden är noll på båda sidor kommer väglänken att behandlas som öppen väg. En ny beräkningssession öppnas varje gång som användaren går in i SIMAIR. Alla beräkningar som utförs inom en session lagras på samma fil, som också kan namnsättas under Spara som i det blå fältet till vänster, se Fig. 5.1.1. En simulering sker genom att klicka på en väglänk och därefter på Beräkna. Beräkningstiden är några få sekunder. De beräknade halterna på båda sidor om vägen presenteras i en färgskala som refererar till MKN. På några minuter kan man beräkna igenom de mest trafikerade vägpartierna och få en bild av vilka årsmedelvärden som gäller på olika platser inom tätorten (se exemplet på omslaget). Tidigare lagrade beräkningssessioner kan laddas in för presentation och analys vid senare tillfällen. En session består av resultat för ett visst ämne (t ex NO 2 ), på en rad väglänkar. Fig. 5.1.1 Funktionalitet BERÄKNA: Meny för att exekvera och presentera beräkningar på en viss väglänk. Användaren bör ha i beaktande: För öppen väg sätter användaren avståndet från vägkant till receptorpunkt (default är 5 m). För gaturum kommer avståndet alltid att vara 2 m från hus. Beräkningshöjd är alltid 3 m ovan mark. Beräkningen gäller mitt på kvarter. Viktigt: För beräkning av PM10 bör användaren ha i beaktande att SIMAIRs resultat ska jämföras med en mätning gjord med ett TEOM-instrument. Det innebär att samma korrektioner som kommunen normalt gör på denna typ av instrument inför MKN-jämförelse, också bör göras på SIMARs resultat. SMHI håller på att undersöka möjligheterna av att nationellt kunna beskriva den typ av korrigering som ska göras och då inkludera den i beräkningen. Vi kommer att informera användarna om detta så fort detta ändrats

12 5.2 Presentera resultat från BERÄKNA Resultat från BERÄKNA sammanfattas i en rapport i PDF-format (en A4-sida i omfång). Hela rapporten sparas på disk och kan hämtas in igen utan att beräkningen repeteras. Rapporen är helt anpassade till de respektive normer som gäller för NO 2, PM10, CO och bensen. Rapporten inleds med uppgifter om aktuell emissionsdatabas, väglänkens namn och receptorpunkernas avstånd från vägen. Överst ges en sammanställning av årsmedelemissionerna för lätta och tunga fordon på aktuell väglänk. Följande exempel är för en NO 2 -beräkning: För en PM10-beräkning ges också årsmedelemissionen av slitagepartiklar: Därefter följer en tabell för årsmedelkoncentrationer där de olika bidragen anges för sig. Totalhalten jämförs både med MKN och med de två utvärderingströsklarna. För en NO 2 -beräkning ser tabellen för årsmedelvärde ut som följer:

13 Om MKN också definierar extremvärden så ställs SIMAIRs beräkningar i förhållande till angivna normer och utvärderingströsklar. För en NO 2 -beräkning ser extremvärdestabellerna ut som följer: Direkt efter en exekvering i SIMAIR kan timvärden för hela beräkningsåret exporteras till en EXCELfil (klicka på knappen Tidsserier i Excel, se Fig. 5.1.1). Dessa data sparas inte, utan måste tas ut direkt efter simulering (det går förstås bra att Beräkna om, tar några sekunder extra). För en NO 2 -beräkning ser filen ut som följer: Datum Timma Antal fordon Antal LDV Antal HDV Emission Emission LDV Emission HDV Hast LDV Hast HDV Regionalt utland Regionalt NO2 Sverige Urbant NO2 Urbant O3 Gatubidrag NO2 R1 Gatubidrag NO2 R2 Totalhalt NO2 R1 Totalhalt NO2 R2 2001-01-02 2 96.1478 91.3404 4.80739 18.986 12.5286 6.45739 50 45 6.77986 3.21686 1.0431 46.3733 1.91E-06 0.3384 11.0398 11.3782 2001-01-02 3 72.1108 68.5053 3.60554 14.2395 9.39644 4.84304 50 45 6.80653 2.99313 1.18317 45.1149 0 0.2977 10.9828 11.2805 2001-01-02 4 72.1108 68.5053 3.60554 14.2395 9.39644 4.84304 50 45 6.83319 2.76969 1.77525 43.4035 1.91E-06 0.3574 11.3781 11.7355 2001-01-02 5 144.222 137.011 7.21108 28.479 18.7929 9.68608 50 45 6.85986 2.54655 5.01745 39.0422 0 0.849 14.4239 15.2729 2001-01-02 6 360.554 342.526 18.0277 71.1974 46.9822 24.2152 50 45 6.88652 2.83237 9.67415 32.3778 0 2.145 19.393 21.538 2001-01-02 7 1322.03 1255.93 66.1016 261.057 172.268 88.7891 50 45 6.9132 3.11756 14.1631 25.5499 1.91E-06 7.183 24.1939 31.3769 2001-01-02 8 1490.29 1415.78 74.5145 294.283 194.193 100.09 50 45 6.93986 3.40215 13.662 23.9385 1.91E-06 8.881 24.004 32.885 2001-01-02 9 1418.18 1347.27 70.909 280.043 184.797 95.2465 50 45 6.96652 4.2044 11.1154 28.8746 1.91E-06 10.39 22.2863 32.6763 2001-01-02 10 1322.03 1255.93 66.1016 261.057 172.268 88.7891 50 45 6.99318 5.00386 9.80279 32.6074 0 11.27 21.7998 33.0698 2001-01-02 11 1394.14 1324.43 69.7071 275.297 181.664 93.6321 50 45 7.01985 5.80061 10.3117 34.5006 0 12.43 23.1322 35.5622 2001-01-02 12 1442.22 1370.11 72.1108 284.79 187.929 96.8608 50 45 7.04652 5.78785 10.269 30.7601 0 11.39 23.1034 34.4934 2001-01-02 13 1514.33 1438.61 75.7163 299.029 197.325 101.704 50 45 7.07319 5.77513 9.6044 27.524 0 10.52 22.4527 32.9727 2001-01-02 14 1586.44 1507.12 79.3219 313.269 206.722 106.547 50 45 7.09984 5.76248 10.9664 22.2058 0 8.935 23.8287 32.7637 2001-01-02 15 1682.59 1598.46 84.1293 332.255 219.25 113.004 50 45 7.12651 5.55841 19.8103 12.5278 0 3.552 32.4952 36.0472 2001-01-02 16 1898.92 1803.97 94.9459 374.973 247.44 127.533 50 45 7.15318 5.35432 29.271 2.55533 0.3705 0.7413 42.149 42.5198 2001-01-02 17 2523.87 2397.68 126.194 498.382 328.875 169.506 50 45 7.17985 5.15048 30.2754 0.4945 2.934 0.05628 45.5397 42.662 2001-01-02 18 2067.18 1963.82 103.359 408.198 269.365 138.834 50 45 7.20651 5.54066 23.5545 6.62322 2.242 0.003712 38.5437 36.3054 2001-01-02 19 1682.59 1598.46 84.1293 332.255 219.25 113.004 50 45 7.23317 5.93131 14.3526 15.7299 0.0009918 2.777 27.5181 30.2941 2001-01-02 20 1201.84 1141.75 60.0923 237.325 156.607 80.7174 50 45 7.25984 6.32236 8.19461 21.7003 0.0008488 5.242 21.7777 27.0188 2001-01-02 21 961.477 913.403 48.0739 189.86 125.286 64.5739 50 45 7.2865 6.10612 7.36861 22.3137 0.0005741 4.688 20.7618 25.4492 2001-01-02 22 817.256 776.393 40.8628 161.381 106.493 54.8878 50 45 7.31317 5.88975 6.29971 23.123 0.0004025 4.393 19.503 23.8956 2001-01-02 23 624.96 593.712 31.248 123.409 81.4358 41.973 50 45 7.33984 5.67326 3.91681 25.2472 0.0003033 3.768 16.9302 20.6979 2001-01-03 0 336.517 319.691 16.8259 66.4509 43.85 22.6009 50 45 7.36651 4.76918 2.7774 24.8361 0.0001049 2.053 14.9132 16.9661 2001-01-03 1 168.259 159.846 8.41293 33.2255 21.925 11.3004 50 45 7.39316 3.86593 1.96119 24.0505 2.86E-06 0.9982 13.2203 14.2185

14 För en PM10-beräkning anges också de timvisa emissionerna uppdelade i en avgasdel och en ickeavgasdel (slitagepartiklar): Datum Timma Antal fordon Antal LDV Antal HDV Emission totalt Emission ej avgas Emission avgas totalt Emission avgas LDV Emission avgas HDV Hast LDV Hast HDV Regionalt PM10 Urbant PM10 Gatubidrag PM10 R1 Gatubidrag PM10 R2 Totalhalt PM10 R1 Totalhalt PM10 R2 2001-01-02 2 96.1478 91.3404 4.80739 1.47263 0.673 0.799629 0.623892 0.175737 50 45 12.2414 0.0065831 0 0.1088 12.248 12.3568 2001-01-02 3 72.1108 68.5053 3.60554 1.11972 0.52 0.599721 0.467919 0.131803 50 45 12.0157 0.0029745 0 0.09762 12.0187 12.1163 2001-01-02 4 72.1108 68.5053 3.60554 1.11872 0.519 0.599721 0.467919 0.131803 50 45 11.79 0.011496 0 0.1186 11.8015 11.9201 2001-01-02 5 144.222 137.011 7.21108 2.23644 1.037 1.19944 0.935838 0.263605 50 45 11.5643 0.0689499 0 0.3006 11.6332 11.9338 2001-01-02 6 360.554 342.526 18.0277 5.58961 2.591 2.99861 2.3396 0.659013 50 45 11.3386 0.149216 0 0.8441 11.4878 12.3319 2001-01-02 7 1322.03 1255.93 66.1016 20.4949 9.5 10.9949 8.57852 2.41638 50 45 11.1128 0.218685 0 3.518 11.3315 14.8495 2001-01-02 8 1490.29 1415.78 74.5145 23.1012 10.707 12.3942 9.67033 2.72392 50 45 10.8871 0.205509 0 4.574 11.0926 15.6666 2001-01-02 9 1418.18 1347.27 70.909 22.1275 10.333 11.7945 9.20241 2.59212 50 45 10.6614 0.157687 0 4.479 10.8191 15.2981 2001-01-02 10 1322.03 1255.93 66.1016 20.7459 9.751 10.9949 8.57852 2.41638 50 45 10.4357 0.13192 0 4.298 10.5676 14.8656 2001-01-02 11 1394.14 1324.43 69.7071 22.0736 10.479 11.5946 9.04643 2.54818 50 45 10.21 0.143746 0 4.681 10.3537 15.0347 2001-01-02 12 1442.22 1370.11 72.1108 23.1154 11.121 11.9944 9.35838 2.63605 50 45 9.98427 0.164237 0 4.583 10.1485 14.7315 2001-01-02 13 1514.33 1438.61 75.7163 24.6072 12.013 12.5942 9.8263 2.76785 50 45 9.75855 0.181018 0 4.448 9.93957 14.3876 2001-01-02 14 1586.44 1507.12 79.3219 26.1379 12.944 13.1939 10.2942 2.89966 50 45 9.53283 0.198533 0 4.364 9.73136 14.0954 2001-01-02 15 1682.59 1598.46 84.1293 28.0365 14.043 13.9935 10.9181 3.07539 50 45 9.30712 0.339733 0 2.869 9.64685 12.5159 2001-01-02 16 1898.92 1803.97 94.9459 31.8967 16.104 15.7927 12.3219 3.4708 50 45 9.08141 0.502276 0.6303 1.261 10.214 10.8447 2001-01-02 17 2523.87 2397.68 126.194 42.6483 21.658 20.9903 16.3772 4.61309 50 45 8.85569 0.512267 4.6 0 13.968 9.36796 2001-01-02 18 2067.18 1963.82 103.359 35.135 17.943 17.192 13.4137 3.77834 50 45 8.62998 0.330553 1.365 0 10.3255 8.96053 2001-01-02 19 1682.59 1598.46 84.1293 28.7615 14.768 13.9935 10.9181 3.07539 50 45 8.40426 0.172569 0 0.984 8.57683 9.56083 2001-01-02 20 1201.84 1141.75 60.0923 20.6584 10.663 9.99536 7.79865 2.19671 50 45 8.17855 0.103344 0 1.862 8.28189 10.1439 2001-01-02 21 961.477 913.403 48.0739 14.8793 6.883 7.99629 6.23892 1.75737 50 45 7.95284 0.0925358 0 1.512 8.04538 9.55738 2001-01-02 22 817.256 776.393 40.8628 12.6448 5.848 6.79684 5.30308 1.49376 50 45 7.72712 0.0757846 0 1.422 7.8029 9.2249 2001-01-02 23 624.96 593.712 31.248 9.66759 4.47 5.19759 4.0553 1.14229 50 45 7.50141 0.035375 0 1.184 7.53679 8.72078 2001-01-03 0 336.517 319.691 16.8259 5.2767 2.478 2.7987 2.18362 0.615078 50 45 7.2757 0.0190374 0 0.6857 7.29474 7.98044 2001-01-03 1 168.259 159.846 8.41293 2.63935 1.24 1.39935 1.09181 0.307539 50 45 7.04998 0.007524 0 0.3605 7.0575 7.418 2001-01-03 2 96.1478 91.3404 4.80739 1.50863 0.709 0.799629 0.623892 0.175737 50 45 6.82427 0.0053318 0 0.1965 6.8296 7.0261 6. Validering av SIMAIR-resultat 6.1 Inledning De lokala modellerna i SIMAIR har utvecklats och testats med hjälp av detaljerade mätdata för såväl trafik, meteorologi som för bakgrundshalter. Testerna har också gjorts i relativt idealiserade miljöer. Den urbana delen av modellen är starkt beroende på kvalitén på emissionsdata i rutnät om 1 x 1 km. Speciellt gäller det nära utsläpp från större punktkällor, som eventuellt kan vara ofullständigt beskrivna i SMEDs databas (en stor osäkerhet finns också om sjöfartens emissioner och påverkan på tätortsluften). För att förstå vilka delar av SIMAIR som måste förbättras, är det viktigt att utvärderingen av SIMAIR inkluderar dataserier där det finns samtidiga mätningar i gatunivå och i urban bakgrund. I den praktiska användningen av SIMAIR kommer indata inte alltid att vara av högsta kvalitet, inte heller kommer kraven på idealiserade miljöer att vara helt uppfyllda. Det är därför angeläget att i testen av SIMAIR ta med ett flertal vanliga trafikmiljöer, dvs sådana som inte är vare sig perfekta gaturum eller öppna vägmiljöer. Det är trots allt sådana miljöer som SIMAIRs användare har att ta ställning till. En utvärdering av SIMAIR bör därför också analysera känsligheten för eventuella brister i indata, så att användaren kan koncentrera sig på att förbättra de indata som är speciellt avgörande för de resulterande föroreningshalterna. Ett viktigt krav på SIMAIR är att verktyget ger rätt information avseende hur verkliga halter ligger i förhållande till miljökvalitetsnormer och utvärderingströsklar. Styrgruppen för SIMAIR, där Naturvårdsverket och Vägverket som beställare är tongivande, betonar vikten av att SIMAIR-beräkningarna utvärderas mot mätningar. Naturvårdsverket har finansierat en förstudie som beskriver vilka data som finns tillgängliga för detta ändamål och hur den utvärdering bör gå till (rapporten finns publicerad under http://www.luftkvalitet.se med titel Utvärdering av SIMAIR en förstudie, maj 2005). Följande utvärderingsexempel är hämtat från den rapporten. 6.2 Utvärderingsexempel: Mätplats och sättningar under EDITERA i SIMAIR SIMAIRs resultat kommer i detta exempel att jämföras med mätdata från Kungsgatan i Uppsala, se Fig. 6.2.1. Mätserien representerar hela år 2001. Kungsgatan utgör vid mätplatsen ett långt ifrån idealt gaturum, eftersom husfasaderna på den östra sidan bryts av parkeringsplatser, se Fig. 6.2.1. Mätning av NO 2 sker på ca 3 m höjd på båda sidorna, dels på den västra sidan av gatan nära Stadsteatern dels på östra sidan vid parkeringsplatsen. Partikelmätningar görs enbart vid mätvagnen på den östra sidan. Mätplatsen är således relativt komplicerad med sluten bebyggelse på västra sidan och både öppen och sluten på östra sidan.

15 Beräkningar har gjorts direkt från SIMAIRs gränssnitt. Förenklade trafikdata har använts. För Kungsgatan uppskattas trafikmängden till 18 000 fordon/årsmedeldygn varav ca 5% utgör tung trafik. Övriga indata framgår av Fig. 6.2.2. Resultatet från beräkningarna, uppdelat på olika haltbidrag, visas i tabellerna 6.2.1 och 6.2.2. De högsta halterna ges enligt SIMAIR i receptor 2 dvs. den västra receptorn vid Stadsteatern. Något lägre halter beräknas vid parkeringsplatsen, vilket är rimligt eftersom det är en mer öppen mätplats. För NO 2 dominerar de urbana och lokala bidragen. För PM 10 dominerar de regionala och lokala bidragen. För NO 2 (Fig. 6.2.2) är överensstämmelsen mycket god för den västra mätplatsen. Modellen beräknar rätt haltintervall med avseende på MKN vad gäller normer och utvärderingströsklar för den västra mätplatsen samt för medelvärde och 98-percentil dygnsvärden för den östra. Däremot leder SIMAIRs överskattning av NO 2 -halten på den östra sidan till att 98-percentilen för timvärden hamnar över övre utvärderingströskeln (72 µg/m 3 ), medan motsvarande mätvärde hamnar strax under. För PM 10 görs bara mätningar på östra sidan. Modellen beskriver väl uppmätta medelvärden och percentiler, som framgår av Fig. 6.2.3 och beskriver också rätta haltnivåer med avseende på MKN och utvärderingströsklar. Fig. 6.2.1 Mätstationerna på Kungsgatan (kryss) och dimensioner på gata och hushöjder. Den västra mätstationen (R2) finns vid Statsteatern och den östra (R1) vid den öppna parkeringsplatsen Fig. 6.2.2 Lokala indata till SIMAIR beräkningarna för Kungsgatan i Uppsala. Tabell 6.2.1 Beräknade årsmedelhalter uppdelade på olika haltbidrag vid Kungsgatan i Uppsala. NO 2 (µg/m 3 ) PM 10 (µg/m 3 ) Receptor 1 Receptor 2 Receptor 1 Receptor 2 Regionalt bidrag utland 1.1 1.1 Regionalt bidrag Sverige 3.0 3.0 11.7 11.7 Urbant bidrag 10.6 10.6 2.5 2.5 Lokalt bidrag 13.8 22.6 9.3 16.0 Total halt 28.5 37.2 23.4 30.2

16 Tabell 6.2.2 Jämförelse mellan uppmätta och beräknade medelvärden och percentiler av NO 2 och PM10(µg/m 3 ) för Uppsala/ Kungsgatan år 2001. NO 2 (µg/m 3 ) R1 östra mätplatsen R2 västra mätplatsen Statistiskt mått mätt beräknat mätt beräknat Årsmedel 27.2 28.5 37.4 37.3 98-percentil (dygnsmedel) 51.0 57.1 64.6 66.9 98-percentil (timmedel) 69.6 81.7 88.9 90.4 PM 10 (µg/m 3 ) årsmedel 20.8 23.5 90-percentil (dygnsmedel) 39.0 37.4 98-percentil (dygnsmedel) 64.1 61.6 80 över norm mellan norm och övre utvärderingströskel mellan övre och nedre utvärderingströskel undrer nedre utvärderingströskel 98-percentil PM10(µg/m 3 ) SIMAIR 60 40 20 årsmedel 90-percentil 0 Fig. 6.2.2 Jämförelsen mellan uppmätta och beräknade percentiler och årsmedelvärden av NO 2 (µg/m 3 ) för Uppsala/ Kungsgatan år 2001.Jämförelsen görs för mätplatsen dels på den östra sidan ( kryss) och västra sidan (triangel). Jämförelser med miljökvalitetsnormer görs med en färgskala som baserar sig på värden på y- axeln. 0 20 40 60 80 PM10(µg/m 3 ) mätdata Fig. 6.2.3 Jämförelsen mellan uppmätta och beräknade percentiler och årsmedelvärde av PM 10 (µg/m 3 ) för Uppsala/ Kungsgatan år 2001. Jämförelsen görs för mätplatsen på den östra sidan ( kryss). Observera att mätningarna bygger på okorrigerade TEOM-data. Jämförelser med miljökvalitetsnormer görs med en färgskala som baserar sig på värden på y-axeln. Observera att för PM10 så har 90-percentilen och 98-percentilen samma utvärderderingströsklar, dvs samma färgintervall. I Fig. 6.2.4 visas tidsserier av modellerade och mätta halter (dygnsmedel) av PM 10 vid östra mätplatsen. Jämförelsen visar god överensstämmelse och framförallt att SIMAIR kan reproducera säsongsvariationerna och de höga halterna under våren, resultatet av emissioner från slitagepartiklar skapade av dubbdäck som kör över en torkande vägbana med kvarbliven sand och salt från vintersäsongen. Fig. 6.2.5 visar beräkningsresultaten för PM 10 som tidsserier uppdelade på de olika haltbidragen. Det lokala bidraget dominerar, men ibland är de regionala bidragen stora. De urbana bidragen varierar på

17 snarlikt sätt som de lokala bidragen, men är betydligt lägre. I genomsnitt är gaturumsbidraget vid dessa beräkningar ca fyra gånger så stort som det urbana bidraget. PM10 (µg/m 3 ) 120 100 80 60 40 Uppsala 2001 mätdata SIMAIR Number of datapoints=366 Average measured=20.8 Average modelled=23.5 r=0.54 20 0 2-Jan 3-Mar 2-May 1-Jul 30-Aug 29-Oct 28-Dec Fig. 6.2.4 Jämförelse mellan mätta och beräknade dygnsmedelhalter av PM 10 (µm 3 ) vid den östra mätplatsen vid Kungsgatan i Uppsala år 2001. r anger koorrelationskoefficienten. 100 PM 10 (µg/m 3 ) SIMAIR 80 60 40 20 Uppsala Kungsgatan totala halter regionalt bidrag urbant bidrag PM 10 (µg/m 3 ) SIMAIR 0 100 80 60 40 20 2-Jan 2-Apr 1-Jul 29-Sep 28-Dec Uppsala Kungsgatan lokalt bidrag 0 2-Jan 2-Apr 1-Jul 29-Sep 28-Dec Fig. 6.2.5 Beräknade dygnsmedelhalter av PM10(µm 3 ) uppdelade på olika haltbidrag vid den östra mätplatsen vid Kungsgatan i Uppsala år 2001.

Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut 601 76 NORRKÖPING Tel 011-495 80 00 Fax 011-495 80 01