Nr 12, 26 Meteorologi Utvärdering av PM 1 - mätningar i några olika nordiska traikmiljöer Gunnar Omstedt
Nr 12, 26 Meteorologi Nr 12, 26 Meteorologi Utvärdering av PM 1 - mätningar i några olika nordiska traikmiljöer Gunnar Omstedt
Rapportsammanattning Issuing Agency/Utgivare Swedish Meteorological and Hydrological Institute S-61 76 NORRKÖPING Sweden Report number/publikation Meteorologi nr 12 Report date/utgivningsdatum Januari 26 Author (s)/förattare Gunnar Omstedt Title (and Subtitle/Titel Utvärdering av PM 1 -mätningar i några olika nordiska traikmiljöer Abstract/Sammandrag I denna rapport undersöks halterna av PM 1 ör några olika traikmiljöer i Norden, nämligen Hornsgatan i Stockholm, Jagtvej i Köpenhamn och Runebergsgatan i Helsingors. Alla tre är slutna gaturum där relationen hushöjd/gatubredd är nära ett. Resultaten av undersökningen kan sammanattas på öljande sätt: Skillnaderna i PM 1 -halterna mellan Hornsgatan och Jagtvej är betydande. Det lokala haltbidraget, räknat som 9-percentil, är ca yra gånger större vid Hornsgatan. Orsaken är rämst att dubbdäck och sand används vid Hornsgatan men ej vid Jagtvej, vilket kratigt ökar vägslitaget. SMHIs emissionsmodell (Omstedt et al., 25) ger god överensstämmelse med mätdata ör Hornsgatan ör såväl år 2 som år 24. För Jagtvej inns det en stark korrelation mellan lokala PM 1 - och lokala NOx-halter. De lokala PM 1 -halterna beror därör rämst på traiken och inte så mycket på vägbanans egenskaper. Modelleringen kan därigenom örenklas genom att använda en konstant emissionsaktor. PM 1 -halterna vid Hornsgatan och Runebergsgatan liknar varandra med starka årstidsvariationer och höga halter under senvinter/vår, som är typiska ör nordiska traikmiljöer där dubbdäck används. För Runebergsgatan beskriver SMHIs emissionsmodell relativt väl det generella halt mönstret. Dock överskattas emissionerna vid snösmältning. En naturlig örbättring är därör att inkludera snösmältning i modellen, vilket öreslås göras i en kommande studie. Key words/sök-, nyckelord PM 1, vägdamm, vägslitage, lutkvalitet, grova partiklar Supplementary notes/tillägg Number o pages/antal sidor 17 Language/Språk Svenska ISSN and title/issn och titel 283-773 SMHI Meteorologi Report available rom/rapporten kan köpas rån: SMHI S-61 76 NORRKÖPING Sweden * Omslaget visar Jagtvej (överst till vänster), Runebergsgatan (överst till höger) och Hornsgatan (nederst).
Innehållsörteckning Förord... 3 1. Bakgrund... 4 2. Syte... 4 3. Metod... 4 3.1 Mätplatser och data... 4 3.2 Modell... 6 4. Några typiska variationer i PM 1 -halter... 6 5. Resultat... 1 5.1 Hornsgatan... 1 5.2 Jagtvej... 1 5.3 Runebergsgatan... 14 6. Slutsatser... 16 7. Reerenser... 17 2
Förord Denna studie har inansierats av Vägverket på uppdrag av Martin Juneholm (Dnr:AL9 B 25:21:21485). I rapporten används mätdata rån det Nordiska Forsknings Nätverket NORPAC (http://norpac.dmu.dk). Förattaren vill tacka Christer Johansson rån SLB analys, Matthias Ketzel och Ruwim Berkowicz rån National Environmental Research Institute i Danmark, Mervi Haakana och Tarja Koskentalo rån det Finska Meteorologiska Institutet och Lars Gidhagen rån SMHI som gjort dessa data tillgängliga. Förattaren vill också tacka Valentin Foltescu som bidragit med värdeulla synpunkter. 3
1. Bakgrund I projektet Utveckling och validering av modell ör beräkning av PM 1 i urban miljö, inansierat av Vägverket, har en ny modell ör beräkningar emissioner rån vägslitage utvecklats (1,3). Modellen har däreter implementerats i två modellsystem ör lutkvalitet, dels ör Stockholmsområdet (http://www.slb.nu/) och dels nationellt via SIMAIR (http://www.lutkvalitet.se). SIMAIR är ett modellsystem utvecklat av Vägverket och SMHI ör beräkning av lutkvalitet i vägars närområde (2). Den nya modellen har testats mot mätdata i två traikmiljöer, dels rån Hornsgatan ör år 2 och dels rån ca tre månaders mätningar vid E4:an norr om Stockholm. Modellen innehåller lera empiriska parametrar, som kan vara platsberoende och behöver därör testas på andra gator och vägar där traiken och meteorologin är annorlunda. Detta har också uppmärksammats av Vägverket som genomört mätningar i Malmö under våren 25. Data rån Malmö kommer att användas i ett senare projekt ör utvärdering av SIMAIR. I en örstudie ör utvärdering av SIMAIR (4) har emissionsmodellen testats mot PM 1 data rån Kungsgatan i Uppsala med gott resultat. Inom NORPAC (http://norpac.dmu.dk), som är ett projekt stött av Nordiska Ministerrådet, pågår samarbete om rågeställningar som har att göra med partiklar i atmosären. En databas har tagits ram med mätdata ör utveckling och tester av spridningsmodeller (5). Med hjälp av data rån denna databas har en översiktlig jämörelse gjorts mellan olika metoder ör beräkning av slitagepartiklar rån vägtraiken (6). Ett arbetsmöte med namnet Workshop on modeling o PM emission in dierent Nordic traic environments har hållits på SMHI 4-5 oktober, 25. Nya data har tagits ram, dels rån Hornsgatan/Stockholm ör år 24 men också rån Jagtvej i Köpenhamn och Runebergsgatan i Helsingors. Det är dessa data som är utgångspunkt ör denna rapport. 2. Syte Sytet med projekt är att analysera nya PM 1 -data och testa SMHIs emissionsmodell med hjälp av dessa data ör att undersöka modellens giltighet och bättre örstå processerna bakom bildandet av höga halter av partiklar i luten. Därigenom kan också modellen örbättras. De data som är aktuella är rån Hornsgatan år 24, rån Jagtvej i Köpenhamn och rån Runebergsgatan i Helsingors. Modellen har tidigare testats med hjälp av data rån Hornsgatan år 2. Data rån Jagtvej är intressanta etersom varken dubbdäck eller sand används där vintertid. 3. Metod Tester görs av beräknade och uppmätta lokala halter av PM 1. 3.1 Mätplatser och data Hornsgatan, Jagtvej och Runebergsgatan är alla tre slutna gaturum där relationen hushöjd/ gatubredd alla är nära 1. I tabell 1 och igur 1 har en del jämörande data sammanställts. Hornsgatan och Jagtvej är mest lika, med något mer traik på Hornsgatan jämört med Jagtvej. 4
Runebergsgatan liknar Hornsgatan och Jagtvej men med lägre traik dock med större andel tung traik. Tabell 1. Gaturums- och traikinormation ör de tre undersökta traikmiljöerna. hushöjd (m) gatubredd (m) antal ordon (ordon/dag) Hornsgatan, Stockholm Jagtvej, Köpenhamn Runebergsgatan, Helsingors orientering i örhållande till norr (grader) 24 24 8 32 5 18 25 2 27 641 3.5 23 24 15 17 5 11 andelar tung traik (%) Figur 1. Medeltraiklöden under arbetsdagar ( ordon/timme) ör de traikmiljöer och år som undersökts i denna rapport. Meteorologiskt skiljer sig de olika platserna något åt. Vindhastigheten är något högre i Köpenhamn än i Stockholm och Helsingors. Nederbörden är också högre i Köpenhamn (618 mm, år 23) jämört med Stockholm (441 mm/år, år 24). Andra viktiga skillnader är andelar dubbdäck och halkbekämpningsmetoder, se tabell 2. I Köpenhamn använder man varken dubbdäck eller sand vid halkbekämpning. Dubbdäcksandelen är något större i Helsingors jämört med Stockholm. I Helsingors används det dock mindre sand. Runebergsgatan saltas men sand används ör trottoarer och ör spårvagnsspåren mitt i gatan. 5
Tabell 2. Metod ör halkbekämpning och andelar dubbdäck. halkbekämpning Hornsgatan sand 7 Jagtvej salt Runebergsgatan salt/sand 84 personbilar med dubbdäck(%) 3.2 Modell Utgångspunkt är den emissionsmodell som presenterats av Omstedt et al., 25. Modellen beskriver relativt väl typiska variationer i PM 1 -halter ör svenska örhållanden: höga lokala haltbidrag under senvinter/vår och kratiga variationer beroende på om vägbanan är torr eller uktig. För andra gator/vägar där variationerna inte är så kratiga, som t.ex. i Danmark och Tyskland, har Ketzel et al.( 24) öreslagit att beräkningar kan göras enklare med hjälp av en konstant emissionsaktor (6). Denna metod kommer också prövas. Tidigare har vi veriierat emissionsmodellen genom att beräkna halter med hjälp av spridningsmodeller. Skillnaderna mellan uppmätta och beräknade PM 1 -halter beror då dels på brister i emissionsmodellen men också brister i spridningsmodellen. För att undvika det senare görs jämörelsen i denna rapport direkt mot uppmätta NOx halter och på öljande sätt. Låt c beteckna halten av en lutörorening i ett gaturum. Då gäller att: c + bakgrund = Q * dispersion c (1) där Q anger emissionen, dispersion anger en unktion som beskriver spridningen av öroreningen och c bakgrund bakgrundshalten av ämnet. Med hjälp av ekvation (1) kan spridningen skrivas bakgrund dispersion = ( c c ) / Q (2) Emissionen, Q, beror på emissionsaktorn, e, och traiklödet, F, varör Q = F * (3) e e = (4) PM1 bakgrund bakgrund cpm1 *( c NOx NOx cnox ) + cpm1 e Det är med hjälp av denna ekvation testerna av emissionsmodellen görs mot uppmätta PM 1 halter. Från de tre platserna som undersöks inns uppmätta PM 1 - och NOx-halter såväl i gatusom taknivå. Emissionsaktorer ör NOx har uppskattats med hjälp av emissionsmodeller rån respektive land. 4. Några typiska variationer i PM 1 -halter Låt oss örst börja med att studera PM 1 -data rån Hornsgatan. I igur 2 visas hur halterna varierar under em år. Det som är typiskt ör dessa data är den starka årstidsvariationen med kratiga maxvärden under senvinter/tidig vår. 6
Figur 2. Uppmätta halter av PM 1 i gatunivå (Hornsgatan) och i taknivå (Rosenlundsgatan) presenterade som löpande månadsmedelvärden. Ett annat typiskt mönster är PM 1 -halternas kratiga variation på tidsskalan vecka, som har att göra med variationer i nederbörd, avdunstning och upptorkning av gatan, se igur 3. Figur 3. PM 1 (µg/m 3 ) vid Hornsgatan presenterade som löpande dygnsmedelvärden. I igur 4 visas också PM 1 -halter ör några andra platser. Samma typiska haltvariationer som diskuterats ovan inns i data ör Helsingors och Uppsala men inte ör Köpenhamn. Skillnaderna visas mer i detalj i igur 5. 7
PM1 (µg/m 3 ) 3 2 1 Stockholm Hornsgatan 32 veh/day PM1 (µg/m 3 ) 3 2 1 Copenhagen Jagtvej 27 641 veh/day PM1 (µg/m 3 ) 3 2 1 1-Jan 1-Mar 3-Apr 29-Jun 28-Aug 27-Oct 26-Dec Year 24 Helsinki Runeberg street 17 5 veh/day PM1 (µg/m 3 ) 16 12 8 4 1-Jan 2-Mar 1-May 3-Jun 29-Aug 28-Oct 27-Dec Year 23 Helsinki Vallila urban open road Constructions Jan-3 May-3Sep-3 Jan-4 May-4Aug-4Dec-4 16 Uppsala Kungsgatan 18 veh/day 12 PM1 (µg/m 3 ) 8 4 Jan-3 May-3Sep-3 Jan-4 May-4Aug-4Dec-4 1-Jan 2-Mar 1-May 3-Jun 29-Aug 28-Oct 27-Dec Year 21 Figur 4. PM 1 -halter presenterade som löpande dygnsmedelvärden ör Stockholm/Hornsgatan år 24, Helsingors/Runebergsgatan och Vallila åren 23-24, Köpenhamn/ Jagtvej år 23 och ör Uppsala/Kungsgatan år 21. Det röda strecket i iguren ör Runebergsgatan anger ör vilken tidsperioden som beräkningar har gjorts i denna studie. I igur 5 jämörs halter avpm 1 rån Hornsgatan/Stockholm och Jagtvej/Köpenhamn. Såväl halter i gaturum som ör bakgrundstationer visas. Skillnaderna mellan dem anger det lokala haltbidraget. Som ramgår av iguren är det väsentliga skillnader mellan halterna vid Hornsgatan och Jagtvej trots att gaturummen är snarlika. Halterna är betydligt högre vid Hornsgatan, se också tabell 3. Bakgrundshalterna är snarlika dock med något högre värden ör Jagtvej. Det lokala tillskottet räknat som 9-percentil är ca yra gånger större vid Hornsgatan jämört med Jagtvej. Antal dagar som överskrider 5 µg/m 3 är 61 ör Hornsgatan år 24 och 15 ör Jagtvej år 23. Enligt miljökvalitetsnormen år bara 35 dagar överskrida detta värde. Detta är en anmärkningsvärd stor skillnad som beror på betydligt kratigare slitage av vägbanan orsakad av dubbdäck och sand vid Hornsgatan jämört med Jagtvej. 8
Tabell 3. Jämörelse mellan uppmätta PM 1 -halter vid Hornsgatan och Jagtvej. årsmedelvärde (µg/m 3 ) 9-percentil (µg/m 3 ) antal dagar som överstiger 5 (µg/m 3 ) Hornsgatan år 24 34. 69.6 61 Rosl background 14.4 26.6 Hornsg.-Rosl. 19.8 42.2 Jagtvej år 23 23.9 36.5 15 HCO background 17.1 29.4 Jagtvej-HCO 6.9 11.4 2 16 Hornsg 24 daily mean Hornsgatan Rosl background PM 1 (µg/m 3 ) 12 8 4 1-Jan 1-Mar 3-Apr 29-Jun 28-Aug 27-Oct 26-Dec 2 16 PM 1 (µg/m 3 ) 12 8 Jagtvej 23 daily mean Jagtvej HCO background 4 1-Jan 2-Mar 1-May 3-Jun 29-Aug 28-Oct 27-Dec Figur 5. Jämörelse mellan uppmätta PM 1 -halter i traikerade gatumiljöer i Stockholm (år 24) och Köpenhamn (år 23). 9
5. Resultat 5.1 Hornsgatan Jämörelse mellan uppmätta och beräknade halter av PM 1 görs med hjälp av data rån Hornsgatan och Rosenlundsgatan ör år 24. Beräkningarna har gjorts med samma parametervärden som användes vid beräkningarna ör Hornsgatan år 2 (3). Resultaten visas i igur 6. Överensstämmelserna mellan mätta och beräknade medelvärden och percentiler är goda, ör medelvärdet inom 1% och ör percentilerna inom 7%. Resultaten är likvärdiga de ör Hornsgatan år 2. Slutsatsen blir därör att modellen är tillräcklig generell så att den också kan användas ör andra tidsperioder än år 2 vid Hornsgatan. PM1 street -PM1 roo (µg/m 3 ) 2 16 12 8 4 Number o datapoints=334 Average measured=21.8 Average modelled=21.7 r=.7 a PM1-modelled (µg/m 3 ) 2 16 12 8 4 b measuredbackground modelled yearly mean 21.8 21.7 9-percentile 5.4 53.9 98-percentile 116.4 112. 1-Jan 1-Mar 3-Apr 29-Jun 28-Aug 27-Oct 26-Dec Year 24 4 8 12 16 2 PM1 (measured-background) µg/m 3 Figur 6. (a) Jämörelse mellan uppmätta (+) och beräknade (heldragen linje) dygnsmedelhalter av PM 1 (µg/m 3 ) vid Hornsgatan år 24. r anger korrelationskoeicienten. (b) samma resultat som (a) men sorterade i storleksordning. 5.2 Jagtvej Den örsta analysen vi gör är att undersöka emissionsaktorn ör PM 1 med hjälp av uppmätta halter, skalade enligt den så kallade spårämnesmetoden: där NOx e e PM gata NOx c c PM = e * (5) c c gata NOx bakgrund PM bakgrund NOx anger emissionsaktorn ör NOx och där C anger halterna i gatunivå respektive bakgrundsnivå av partiklar och NOx. Resultaten av beräkningarna visas i igur 7. Emissionsaktorn ör NOx vid Jagtvej uppskattas till 1.53 g/km under arbetsdagar, motsvarande värde ör lördagar och söndagar är 1.43 respektive 1.45 g/km (7). Vid beräkningarna har 1.53 g/km använts ör alla dagar, vilket medör att emissionsaktorn ör PM 1 uppskattad som årsmedelvärde till 129 mg/km är något högre än det värde på 123 mg/km som Ketzler et al.(24) angivit. Maximala dygnsmedelvärdet uppskattas till 345 mg/km. Angivna värden avser totala emissionsaktorer. Avgasdelen uppskattas till 66 mg/km enligt (6). Variationerna är mindre än de ör Hornsgatan med totala årsmedelvärde på 24 mg/km där avgasdelen uppskattats till 2-3 mg/km och maximalt dygnsmedelvärdet till 123 mg/km (3), se tabell 4. 1
Tabell 4. Jämörelse mellan uppskattade emissionsaktorer ör PM 1 (mg/km) ör Jagtvej/ Köpenhamn och Hornsgatan/Stockholm. Emissionsaktorer ör PM 1 (mg/km) totala årsmedelvärden totala högsta dygnsmedelvärden Jagtvej år 23 129 345 66 Hornsgatan år 2 24 123 2-3 avgasdelen (årsmedelvärden) 4 Tracer method Jagtvej 23 Running daily average Running monthly average emission actor PM 1 (mg/km) 3 2 1 yearly mean: 129 mg/km daily max: 345 mg/km 1-Jan 2-Mar 1-May 3-Jun 29-Aug 28-Oct 27-Dec Figur 7. Beräknade emissionsaktorer ör PM 1 ör Jagtvej år 23 enligt spårämnesmetoden. Vid beräkningarna har en genomsnittlig emissionsaktor ör NOx om 1.53 g/km använts. Vi kommer nu att presentera några beräkningsexperiment med data rån Jagtvej. Det örsta experimentet avser det enklaste antagandet nämligen att beräkningar kan göras med en konstant emissionsaktor. Resultatet visas i igur 8. Överensstämmelsen mellan mätta och beräknade halter är mycket bra. 5 5 PM1 street -PM1 roo (µg/m 3 ) 4 3 2 1 Number o data points=344 Average measured=7.4 Average modelled=7.1 r=.84 PM1- modelled (µg/m 3 ) 4 3 2 1 measuredbackground modelled yearly mean 7.4 7.1 9-percentile 13.2 12.3 98-percentile 17.2 16.9 1-Jan 1-Mar 3-Apr 29-Jun 28-Aug 27-Oct 26-Dec Year 23 1 2 3 4 5 PM1 (measured-background) µg/m 3 Figur 8. Jämörelse mellan uppmätta(+) och beräknade (grå linje) dygnsmedelhalter av PM 1 (µg/m 3 ) ör Jagtvej/ Köpenhamn år 23. Beräkningarna har gjorts med en konstant emissionsaktor ör PM 1 på 129 mg/km. r anger korrelationskoeicienten. Den högra iguren visar samma resultat som den vänstra men sorterad i storleksordning. 11
Det inns en avvikelse när det gäller det högsta uppmätta värdet, som dock inte påverkar percentiler och medelvärden. Orsaken till denna goda överensstämmelse är att det inns en stark korrelation mellan lokala NOx-halter och lokala PM 1 -halter, vilket ramgår av igur 9. Det innebär att PM 1 -halterna vid Jagtvej är rämst beroende på traiken och inte på vägbanans egenskaper, som t.ex. hur uktig och smutsig gatan är. 5 PM1 street -PM1 roo (µg/m 3 ) 4 3 2 1 Y=.144*X+.475 r=.83 4 8 12 16 NOx street -NOx roo (ppb) Figur 9. Samband mellan lokala NOx-halter (ppb) och lokala PM 1 halter(µg/m 3 ) ör Jagtvej/ Köpenhamn år 23. r anger korrelationskoeicienten. I experiment 2 använder vi SMHIs emissionsmodell (3). Enligt modellen kan den totala emissionsaktorn beräknas på öljande sätt: e = e + * l * e (6) total direct q re där direct e anger den direkta delen av emissionerna, q anger källstyrkan ör uppvirvlingen p.g.a. vägdammets uktinnehåll, l mängden damm på gatan och re e reerensemissionsaktorn ör uppvirvlade partiklar. Den senare beräknas via spårämnesmetoden (ekvation 5) vid maximala uppvirvlingsörhållanden ör den traikmiljö som avses studeras. För att anpassa modellen till danska örhållanden görs öljande örändringar: inga dubbdäck ingen sandning den direkta delen av emissionsaktorn sätts till 66 mg/km och reerensemissionsaktorn till 279 mg/km (summa 345 mg/km enligt igur 7) vägslitaget via däck är lägre än den ör dubbdäck Resultatet av beräkningarna, som också jämörs med resultaten rån det örsta experimentet, visas i igur 1. Som ramgår av iguren är överensstämmelsen god. Den örenklade beräkningsmetoden ger dock något bättre resultat. Det inns andra traikmiljöer i Köpenhamn som är mer komplicerade, t.ex. H.C. Andersens Boulevard. Korrelationen mellan lokala PM 1 -halter och lokala NOx-halter är inte där lika stark som vid Jagtvej, varör denna traikmiljö är svårare att modellera (7). En hypotes som ramörts är att HC Andersens Boulevard är betydligt smutsigare än Jagtvej. Möjligtvis skulle SMHIs emissionsmodell där kunna ge bättre resultat jämört med beräkningar med konstant emissionsaktor. 12
PM1 model (µg/m 3 ) 4 3 2 1 Number o data points=344 Average measured=7.5 Average modelled=6.6 r=.8 PM1 model (µg/m 3 ) 4 3 2 1 Number o data points=344 Average measured=7.4 Average modelled=7.1 r=.84 1 2 3 4 PM1 street -PM1 roo (µg/m 3 ) 1 2 3 4 PM1 street -PM1 roo (µg/m 3 ) Figur 1. Jämörelse mellan uppmätta och beräknade halter av PM 1 (µg/m 3 ) ör Jagtvej/ Köpenhamn år 23. r anger korrelationskoeicienten. Vänstra iguren visar beräkningar med SMHIs emissionsmodell. Högra iguren visar beräkningar med en konstant emissionsaktor, dvs. samma resultat som i igur 8 (vänster iguren) men presenterat på annat sätt. I det tredje experimentet testar vi om sommardelen i SMHIs emissionsmodell kan örenklas genom att ta bort uktighetsberoendet och bara utnyttja en konstant emissionsaktor. Testen görs på mätdata ör Hornsgatan år 24 och på öljande sätt. Sommardelen i modell kan skrivas: = + * (7) total direkt re summer e e q e, PM där den direkta delen har uppskattats till 25 mg/km och ormuleringen skulle då vara: re summer e, PM till 2 mg/km (3). Den nya e = e + e (8) total direkt dust där den direkta delen är samma som ovan nämligen 25 mg/km och Ketzler et al. (24) till 57 mg/km (6). Resultaten visas i igur 11. dust e uppskattad enligt 13
PM1 model (µg/m 3 ) 6 4 2 Number o datapoints=137 Average measured=12.4 Average modelled=11.5 r=.46 PM1 model (µg/m 3 ) 6 4 2 Number o datapoints=137 Average measured=12.4 Average modelled=2.8 r=.51 2 4 6 PM1 street -PM1 roo (µg/m 3 ) 2 4 6 PM1 street -PM1 roo (µg/m 3 ) Figur 11. Jämörelse mellan två metoder ör beräkning av emissioner av PM 1 -halter (dygnsmedelvärden) under sommarörhållanden. Vid beräkningarna har data rån Hornsgatan år 24 använts. Den vänstra iguren visar resultat då hänsyn tagits till vägbanans uktighet enligt SMHIs modell och den högra iguren visar resultat då en konstant emissionsaktor används. Som ramgår av igur 11 tenderar metoden som använder konstant emissionsaktor att överskatta de lägsta halterna. SMHIs modell, som minskar emissionerna då vägbanan är uktig, ger därör bättre resultat ör dessa data. 5.3 Runebergsgatan För Runebergsgatan i Helsingors inns mätdata av PM 1 under en relativ lång tidsperiod, se igur 4. Tyvärr inns bara bakgrundshalter ör en kortare period, nämligen 24-1 till 24-4. Beräkningar har därör bara gjorts ör denna period. Perioden är dock intressant etersom den innehåller den mest kritiska perioden under 24, då halterna går rån låga värden under vintern till höga värden under våren. De höga PM 1 -halter som uppmätts vid årsskitet 23/24 beror på nyårsirande och har inte tagits med i beräkningarna. I tabell 5 sammanställs de data som använts vid beräkningarna. Tabell 5. Data ör beräkningen av PM 1 -halter vid Runebergsgatan i Helsingors. Station Parameter Runeberg street (street canyon) PM 1, NOx, windspeed, winddirection Kaisaniemi (urban background) PM 1, NOx Kaisaniemi (meteorological station) temp, global radiation, precipitation, humidity, total cloud cover Beräkningarna görs med SMHIs emissionsmodell (3) med samma parameteruppsättning som beskrivs av Omstedt et al.(25) men med maximal dubbdäcksandel på 84 %. Resultatet visas i igur 12 tillsammans med mätdata ör temperaturen under perioden. 14
PM1 street -PM1 background (µg/m 3 ) 4 35 3 25 2 15 1 Runeberg street 24 measured calculated Number o datapoints=1251 Average measured=19.8 Average calculated=31.6 r=.65 5 15-Jan 15 29-Jan 12-Feb 26-Feb 11-Mar 25-Mar 8-Apr 1 5 temperatur (C) -5-1 -15-2 -25 15-Jan 29-Jan 12-Feb 26-Feb 11-Mar 25-Mar 8-Apr Year 24 Figur 12. Jämörelse mellan uppmätta och beräknade timmedelhalter av PM 1 (µg/m 3 ) vid Runebergsgatan/Helsingors. Undre iguren visar temperaturen under mätperioden. Som ramgår av iguren beskriver modellen relativt väl det generella mönstret dock överskattar modellen halterna kratigt runt 11 mars. Enligt inormation rån Finska Meteorologiska Institutet var det kallt med snö på marken öre denna period. Snösmältning startar örst i samband med denna period. Snösmältning innebär att upptorkningen av vägbanan ördröjs, dvs. vägbanan är uktig under en längre period än om nederbörden sker som regn. Denna eekt inns inte med i SMHIs modell etersom all nederbörd behandlas som regn. Modellen tenderar därör att torka upp vägbanan ör snabbt och därigenom skapa ör torra vägbanor, som medör ör höga emissioner. För att testa denna hypotes inör vi ett enkelt kriterium ör avdunstningen, nämligen att den är noll då temperaturen är under noll grader. Resultatet av beräkningarna med denna örändring i modellen visas i igur 13. Som ramgår av iguren örbättras resultaten. Det bör dock betonas att detta kriterium är ör grovt ör att beskriva örhållandena vid snösmältning. Det kan också medöra att alltör låga emissioner beräknas vid andra tillällen, varör inga örändringar i modellen görs innan detta har undersökts i mer detalj. 15
PM1 street -PM1 background (µg/m 3 ) 3 25 2 15 1 5 Runeberg street measured calculated Number o datapoints=1251 Average measured=19.8 Average calculated=2.2 r=.67 15-Jan 29-Jan 12-Feb 26-Feb 11-Mar 25-Mar 8-Apr Year 24 Figur 13. Som igur 12 men då avdunstningen antas örsumbar vid temperaturer under ºC. Slutsatser Skillnaderna i PM 1 -halterna mellan Hornsgatan och Jagtvej är betydande. De lokala haltbidragen, räknat som 9-percentil, är ca yra gånger större vid Hornsgatan. Orsaken är rämst att dubbdäck och sand används vid Hornsgatan men ej vid Jagtvej, vilket kratigt ökar vägslitaget. SMHIs emissionsmodell (3) ger god överensstämmelse med mätdata ör Hornsgatan ör såväl år 2 som år 24. För Jagtvej inns det en stark korrelation mellan lokala PM 1 - och lokala NOx-halter. De lokala PM 1 -halterna beror därör rämst på traiken och inte så mycket på vägbanans egenskaper. Modelleringen kan därigenom örenklas genom att använda en konstant emissionsaktor. PM 1 -halterna vid Hornsgatan och Runebergsgatan liknar varandra med starka årstidsvariationer och höga halter under senvinter/vår, som är typiskt ör nordiska traikmiljöer där dubbdäck används. För Runebergsgatan beskriver SMHIs emissionsmodell relativt väl det generella halt mönstret dock överskattas emissionerna vid snösmältning. En naturlig örbättring är därör att inkludera snösmältning i modellen, vilket öreslås göras i en kommande studie. 16
Reerenser (1) SLB 4:24. Partiklar i stadsmiljö- källor, halter och olika åtgärders eekter på halterna mätt som PM1. Slutrapport av FOU projekt. (2) SIMAIR: Modell ör beräkning av lutkvalitet i vägars närområde slutrapport mars 25. SMHI rapport 25 nr 37. (3) Omstedt,G., Bringelt, B., Johansson,C.,25. A model or vehicle-induced non-tailpipe emissions o particles along Swedish roads. Atmospheric environment 39, 688-697. (4) Utvärdering av SIMAIR: en örstudie. SMHI rapport maj 25. (5) NORDIC a database or evaluation o dispersion models on the local, urban and regional scale. SMHI, no 116, 24. (6) Ketzel, Matthias, Gunnar Omstedt, Christer Johansson, Ingo Düring, Lars Gidhagen, Achim Lohmeyer, Ruwim Berkowicz, Peter Wåhlin: Estimation and validation o PM 2.5 / PM 1 exhaust and non-exhaust emission actors or street pollution modelling. Presentation at the 5th Interntl. Con. on Urban Air Quality (UAQ 25), Valencia, Spain, 29-31 March 25 (7) Ruwim Berkowicz, 25. Diskussioner under arbetsmötet ör modellering av PM emissioner i olika nordiska traikmiljöer. SMHI 4-5 okt. 17
SMHIs publiceringar SMHI ger ut sex rapportserier. Tre av dessa, R-serierna är avsedda ör internationell publik och skrivs därör otast på engelska. I de övriga serierna används det svenska språket. Seriernas namn Publiceras sedan RMK (Rapport Meteorologi och Klimatologi) 1974 RH (Rapport Hydrologi) 199 RO (Rapport Oceanograi) 1986 METEOROLOGI 1985 HYDROLOGI 1985 OCEANOGRAFI 1985 I serien METEOROLOGI har tidigare utgivits: 1985 1 Hagmarker, A. (1985) Satellitmeteorologi. 2 Fredriksson, U., Persson, Ch., Laurin, S. (1985) Helsingborgslut. 3 Persson, Ch., Wern, L. (1985) Spridnings- och depositionsberäkningar ör av allsörbränningsanläggningar i Soielund och Högdalen. 4 Kindell, S. (1985) Spridningsberäkningar ör SUPRAs anläggningar i Köping. 5 Andersson, C., Kvick, T. (1985) Vindmätningar på tre platser på Gotland. Utvärdering nr 1. 6 Kindell, S. (1985) Spridningsberäkningar ör Ericsson, Ingelstaabriken. 7 Fredriksson, U. (1985) Spridningsberäkningar ör olika plymlyt vid avallsvärmeverket Sävenäs. 8 Fredriksson, U., Persson, Ch. (1985) NO x - och NO 2 -beräkningar vid Vasaterminalen i Stockholm. 9 Wern, L. (1985) Spridningsberäkningar ör ASEA transormers i Ludvika. 1 Axelsson, G., Eklind, R. (1985) Ovädret på Östersjön 23 juli 1985. 11 Laurin, S., Bringelt, B. (1985) Spridningsmodell ör kväveoxider i gatumiljö. 12 Persson, Ch., Wern, L. (1985) Spridnings- och depositionsberäkningar ör avallsörbränningsanläggning i Soielund. 13 Persson, Ch., Wern, L. (1985) Spridnings- och depositionsberäkningar ör avallsörbränningsanläggning i Högdalen. 14 Vedin, H., Andersson, C. (1985) Extrema köldperioder i Stockholm. 15 Krieg, R., Omstedt, G. (1985) Spridningsberäkningar ör Volvos planerade bilabrik i Uddevalla. 16 Kindell, S. Wern, L. (1985) Lutvårdsstudie avseende industrikombinatet i Nynäshamn (koncentrations- och luktberäkningar). 17 Laurin, S., Persson, Ch. (1985) Beräknad ormaldehydspridning och deposition rån SWEDSPANs spånskiveabrik. 18 Persson, Ch., Wern, L. (1985) Lutvårdsstudie avseende industrikombinatet i Nynäshamn depositions-
beräkningar av koldamm. 19 Fredriksson, U. (1985) Luktberäkningar ör Boors Plast i Ljungby, II. 2 Wern, L., Omstedt, G. (1985) Spridningsberäkningar ör Volvos planerade bilabrik i Uddevalla - energicentralen. 21 Krieg, R., Omstedt, G. (1985) Spridningsberäkningar ör Volvos planerade bilabrik i Uddevalla - kompletterande beräkningar ör abrikerna. 22 Karlsson, K.-G. (1985) Inormation rån Meteosat - orskningsrön och operationell tillämpning. 23 Fredriksson, U. (1985) Spridningsberäkningar ör AB Åkerlund & Rausings abrik i Lund. 24 Färnlö, S. (1985) Radarmeteorologi. 25 Ahlström, B., Salomonsson, G. (1985) Resultat av 5-dygnsprognos till ledning ör isbrytarverksamhet vintern 1984-85. 26 Wern, L. (1985) Avesta stadsmodell. 27 Hultberg, H. (1985) Statistisk prognos av yttemperatur. 1986 1 Krieg, R., Johansson, L., Andersson, C. (1986) Vindmätningar i höga master, kvartalsrapport 3/1985. 2 Olsson, L.-E., Kindell, S. (1986) Air pollution impact assessment or the SABAH timber, pulp and paper complex. 3 Ivarsson, K.-I. (1986) Resultat av byggväderprognoser - säsongen 1984/85. 4 Persson, Ch., Robertson, L. (1986) Spridnings- och depositionsberäkningar ör en sopörbränningsanläggning i Skövde. 5 Laurin, S. (1986) Bilavgaser vid intagsplan - Eskilstuna. 6 Robertson, L. (1986) Koncentrations- och depositionsberäkningar ör en sopörbränningsanläggning vid Ryaverken i Borås. 7 Laurin, S. (1986) Luten i Avesta - öroreningsbidrag rån traiken. 8 Robertson, L., Ring, S. (1986) Spridningsberäkningar ör bromcyan. 9 Wern, L. (1986) Extrema byvindar i Orreors. 1 Robertson, L. (1986) Koncentrations- och depositionsberäkningar ör Halmstads avallsörbränningsanläggning vid Kristinehed. 11 Törnevik, H., Ugnell (1986) Belastningsprognoser. 12 Joelsson, R. (1986) Något om användningen av numeriska prognoser på SMHI (i princip rapporten till ECMWF). 13 Krieg, R., Andersson, C. (1986) Vindmätningar i höga master, kvartalsrapport 4/1985. 14 Dahlgren, L. (1986) Solmätning vid SMHI. 15 Wern, L. (1986) Spridningsberäkningar ör ett kratvärmeverk i Sundbyberg. 16 Kindell, S. (1986) Spridningsberäkningar ör Uddevallas järrvärmecentral i Hovhult. 17 Häggkvist, K., Persson, Ch., Robertson, L (1986) Spridningsberäkningar rörande gasutsläpp rån ett antal källor inom SSAB Luleåverken. 18 Krieg, R., Wern, L. (1986) En klimatstudie ör Arlanda stad. 19 Vedin, H. (1986) Extrem arealnederbörd i Sverige. 2 Wern, L. (1986) Spridningsberäkningar ör lösningsmedel i Tibro. 21 Krieg, R., Andersson, C. (1986) Vindmätningar i höga master - kvartalsrapport 1/1986.
22 Kvick, T. (1986) Beräkning av vindenergitillgången på några platser i Halland och Bohuslän. 23 Krieg, R., Andersson, C. (1986) Vindmätningar i höga master - kvartalsrapport 2/1986. 24 Persson, Ch. (SMHI), Rodhe, H. (MISU), De Geer, L.-E. (FOA) (1986) Tjernobylolyckan - En meteorologisk analys av hur radioaktivitet spreds till Sverige. 25 Fredriksson, U. (1986) Spridningsberäkningar ör Spendrups bryggeri, Grängesberg. 26 Krieg, R. (1986) Beräkningar av vindenergitillgången på några platser i Skåne. 27 Wern, L., Ring, S. (1986) Spridningsberäkningar, SSAB. 28 Wern, L., Ring, S. (1986) Spridningsberäkningar ör ny ugn, SSAB II. 29 Wern, L. (1986) Spridningsberäkningar ör Volvo Hallsbergverken. 3 Fredriksson, U. (1986) SO 2 -halter rån Hammarbyverket kring ny arena vid Johanneshov. 31 Persson, Ch., Robertson, L., Häggkvist, K. (1986) Spridningsberäkningar, SSAB - Luleåverken. 32 Kindell, S., Ring, S. (1986) Spridningsberäkningar ör SAABs planerade bilabrik i Malmö. 33 Wern, L. (1986) Spridningsberäkningar ör svavelsyraabrik i Falun. 34 Wern, L., Ring, S. (1986) Spridningsberäkningar ör Västhamnsverket HKV1 i Helsingborg. 35 Persson, Ch., Wern, L. (1986) Beräkningar av svaveldepositionen i Stockholmsområdet. 36 Joelsson, R. (1986) USAs månadsprognoser. 37 Vakant nr. 38 Krieg, R., Andersson, C. (1986) Utemiljön vid Kvarnberget, Lysekil. 39 Häggkvist, K. (1986) Spridningsberäkningar av reon 22 rån Ropstens värmepumpverk. 4 Fredriksson, U. (1986) Vindklassiicering av en plats på Hemsön. 41 Nilsson, S. (1986) Utvärdering av sommarens (1986) använda konvektionsprognoshjälpmedel. 42 Krieg, R., Kvick, T. (1986) Vindmätningar i höga master. 43 Krieg, R., Fredriksson, U. (1986) Vindarna över Sverige. 44 Robertson, L. (1986) Spridningsberäkningar rörande gasutsläpp vid ScanDust i Landskrona - bestämning av cyanvätehalter. 45 Kvick, T., Krieg, R., Robertson, L. (1986) Vindörhållandena i Sveriges kust- och havsband, rapport nr 2. 46 Fredriksson, U. (1986) Spridningsberäkningar ör en planerad panncentral vid Lindsdal utanör Kalmar. 47 Fredriksson, U. (1986) Spridningsberäkningar ör Volvo BMs abrik i Landskrona. 48 Fredriksson, U. (1986) Spridningsberäkningar ör ELMO-CALFs abrik i Svenljunga. 49 Häggkvist, K. (1986) Spridningsberäkningar rörande gasutsläpp rån syrgas- och bensenupplag inom SSAB Luleåverken. 5 Wern, L., Fredriksson, U., Ring, S. (1986) Spridningsberäkningar ör lösningsmedel i Tidaholm. 51 Wern, L. (1986) Spridningsberäkningar ör Volvo BM ABs anläggning i Braås.
52 Ericson, K. (1986) Meteorological measurements perormed May 15, 1984, to June, 1984, by the SMHI. 53 Wern, L., Fredriksson, U. (1986) Spridningsberäkning ör Kockums Plåtteknik, Ronneby. 54 Eriksson, B. (1986) Frekvensanalys av timvisa temperaturobservationer. 55 Wern, L., Kindell, S. (1986) Luktberäkningar ör AB ELMO i Flen. 56 Robertson, L. (1986) Spridningsberäkningar rörande utsläpp av NO x inom Fagersta kommun. 57 Kindell, S. (1987) Luten i Nässjö. 58 Persson, Ch., Robertson, L. (1987) Spridningsberäkningar rörande gasutsläpp vid ScanDust i Landskrona - bestämning av cyanväte. 59 Bringelt, B. (1987) Receptorbaserad partikelmodell ör gatumiljömodell ör en gata i Nyköping. 6 Robertson, L. (1987) Spridningsberäkningar ör Varbergs kommun. Bestämning av halter av SO 2, CO, NO x samt några kolväten. 61 Vedin, H., Andersson, C. (1987) E 66 - Linderödsåsen - klimatörhållanden. 62 Wern, L., Fredriksson, U. (1987) Spridningsberäkningar ör Kockums Plåtteknik, Ronneby. 2. 63 Taesler, R., Andersson, C., Wallentin, C., Krieg, R. (1987) Klimatkorrigering ör energiörbrukningen i ett eluppvärmt villaområde. 64 Fredriksson, U. (1987) Spridningsberäkningar ör AB Åetå- Trycks planerade anläggning vid Kungens Kurva. 65 Melgarejo, J. (1987) Mesoskalig modellering vid SMHI. 66 Häggkvist, K. (1987) Vindlaster på kordahus vid Alviks Strand - numeriska beräkningar. 67 Persson, Ch. (1987) Beräkning av lukt och öroreningshalter i lut runt Neste Polyester i Nol. 68 Fredriksson, U., Krieg, R. (1987) En överskalig klimatstudie ör Tornby, Linköping. 69 Häggkvist, K. (1987) En numerisk modell ör beräkning av vertikal momentumtransport i områden med stora råhetselement. Tillämpning på ett energiskogsområde. 7 Lindström, Kjell (1987) Weather and lying brieing aspects. 71 Häggkvist, K. (1987) En numerisk modell ör beräkning av vertikal momentumtransport i områden med stora råhetselement. En koeicientbestämning. 72 Liljas, E. (1988) Förbättrad väderinormation i jordbruket - behov och möjligheter (PROFARM). 73 Andersson, Tage (1988) Isbildning på lygplan. 74 Andersson, Tage (1988) Aeronautic wind shear and turbulence. A review or orecasts. 75 Kållberg, P. (1988) Parameterisering av diabatiska processer i numeriska prognosmodeller. 76 Vedin, H., Eriksson, B. (1988) Extrem arealnederbörd i Sverige 1881-1988. 77 Eriksson, B., Carlsson, B., Dahlström, B. (1989) Preliminär handledning ör korrektion av nederbördsmängder. 78 Liljas, E. (1989) Torv-väder. Behovsanalys med avseende på väderprognoser och produktion av bränsletorv. 79 Hagmarker, A. (1991) Satellitmeteorologi. 8 Lövblad, G., Persson, Ch. (1991) Background report on air pollution situation in the Baltic states - a preeasibility study. IVL Publikation B 138.
81 Alexandersson, H., Karlström, C., Larsson-McCann, S. (1991) Temperaturen och nederbörden i Sverige 1961-9. Reerensnormaler. 82 Vedin, H., Alexandersson, H., Persson, M. (1991) Utnyttjande av persistens i temperatur och nederbörd ör vårlödesprognoser. 83 Moberg, A. (1992) Luttemperaturen i Stockholm 1756-199. Historik, inhomogeniteter och urbaniseringseekt. Naturgeograiska Institutionen, Stockholms Universitet. 84 Josesson, W. (1993) Normalvärden ör perioden 1961-9 av globalstrålning och solskenstid i Sverige. 85 Laurin, S., Alexandersson, H. (1994) Några huvuddrag i det svenska temperatur-klimatet 1961-199. 86 Fredriksson, U. och Ståhl, S. (1994) En jämörelse mellan automatiska och manuella ältmätningar av temperatur och nederbörd. 87 Alexandersson, H., Eggertsson Karlström, C. och Laurin S. (1997). Några huvuddrag i det svenska nederbördsklimatet 1961-199. 88 Mattsson, J., Rummukainen, M. (1998) Växthuseekten och klimatet i Norden - en översikt. 89 Kindbom, K., Sjöberg, K., Munthe, J., Peterson, K. (IVL) Persson, C. Roos, E., Bergström, R. (SMHI). (1998) Nationell miljöövervakning av lut- och nederbördskemi 1996. 9 Foltescu, V.L., Häggmark, L (1998) Jämörelse mellan observationer och ält med griddad klimatologisk inormation. 91 Hultgren, P., Dybbroe, A., Karlsson, K.-G. (1999) SCANDIA its accuracy in classiying LOW CLOUDS 92 Hyvarinen, O., Karlsson, K.-G., Dybbroe, A. (1999) Investigations o NOAA AVHRR/3 1.6 µm imagery or snow, cloud and sunglint discrimination (Nowcasting SAF) 93 Bennartz, R., Thoss, A., Dybbroe, A. and Michelson, D. B. (1999) Precipitation Analysis rom AMSU (Nowcasting SAF) 94 Appelqvist, Peter och Anders Karlsson (1999) Nationell emissionsdatabas ör utsläpp till lut - Förstudie. 95 Persson, Ch., Robertson L. (SMHI) Thaning, L (LFOA). (2) Model or Simulation o Air and Ground Contamination Associated with Nuclear Weapons. An Emergency Preparedness Model. 96 Kindbom K., Svensson A., Sjöberg K., (IVL) Persson C., (SMHI) ( 21) Nationell miljöövervakning av lut- och nederbördskemi 1997, 1998 och 1999. 97 Diamandi, A., Dybbroe, A. (21) Nowcasting SAF Validation o AVHRR cloud products. 98 Foltescu V. L., Persson Ch. (21) Beräkningar av moln- och dimdeposition i Sverigemodellen - Resultat ör 1997 och 1998. 99 Alexandersson, H. och Eggertsson Karlström, C (21) Temperaturen och nederbörden i Sverige 1961-199. Reerensnormaler - utgåva 2. 1 Korpela, A., Dybbroe, A., Thoss, A. (21) Nowcasting SAF - Retrieving Cloud Top Temperature and Height in Semitransparent and Fractional Cloudiness using AVHRR. 11 Josesson, W. (1989) Computed global radiation using interpolated, gridded cloudiness rom the MESA-BETA analysis compared to measured global radiation. 12 Foltescu, V., Gidhagen, L., Omstedt, G. (21) Nomogram ör uppskattning av halter av PM 1 och NO 2 13 Omstedt, G., Gidhagen, L., Langner, J. (22) Spridning av örbränningsemissioner rån småskalig biobränsleeldning analys av PM2.5 data rån Lycksele med hjälp av två Gaussiska spridningsmodeller.
14 Alexandersson, H. (22) Temperatur och nederbörd i Sverige 186-21 15 Persson, Ch. (22) Kvaliteten hos nederbördskemiska mätdata som utnyttjas ör dataassimilation i MATCH-Sverige modellen". 16 Mattsson, J., Karlsson, K-G. (22) CM-SAF cloud products easibility study in the inner Arctic region Part I: Cloud mask studies during the 21 Oden Arctic expedition 17 Kärner, O., Karlsson, K-G. (23) Climate Monitoring SAF - Cloud products easibility study in the inner Arctic region. Part II: Evaluation o the variability in radiation and cloud data 116 Gidhagen, L., Johansson, C., Törnquist, L. (24) NORDIC A database or evaluation o dispersion models on the local, urban and regional scale 117 Langner, J., Bergström, R., Klein, T., Skagerström, M. (24) Nuläge och scenarier ör inverkan på marknära ozon av emissioner rån Västra Götalands län Beräkningar ör 1999 118 Trolez, M., Tetzla, A., Karlsson, K-G. (25) CM-SAF Validating the Cloud Top Height product using LIDAR data 119 Rummukainen, M. (25) Växthuseekten 18 Persson, Ch., Magnusson, M. (23) Kvaliteten i uppmätta nederbördsmängder inom svenska nederbörskemiska stationsnät 19 Omstedt, G., Persson Ch., Skagerström, M (23) Vedeldning i småhusområden 11 Alexandersson, H., Vedin, H. (23) Dimensionerande regn ör mycket små avrinningsområden 111 Alexandersson, H. (23) Korrektion av nederbörd enligt enkel klimatologisk metodik 112 Joro, S., Dybbroe, A.(24) Nowcasting SAF IOP Validating the AVHRR Cloud Top Temperature and Height product using weather radar data Visiting Scientist report 113 Persson, Ch., Ressner, E., Klein, T. (24) Nationell miljöövervakning MATCH- Sverige modellen Metod- och resultatsammanställning ör åren 1999-22 samt diskussion av osäkerheter, trender och miljömål 114 Josesson, W. (24) UV-radiation measured in Norrköping 1983-23. 115 Martin, Judit, 24 Var tredje timme Livet som väderobservatör
Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut 61 76 Norrköping. Tel 11-495 8. Fax 11-495 81 www.smhi.se ISSN 283-773