Конвективна модель розповсюдження емісії викидів на автотранспортному шляхопроводі при нейтральних метеоумовах

Abstract

Аналіз ступеня забруднення атмосферного повітря на урбанізованих територіях виявив його залежність від зростання кількості особистих автотранспортних засобів, які працюють на традиційному паливі. У роботі доведено можливість застосування теорії конвективної струмини для оцінки та прогнозу забруднення атмосферного повітря мегаполісів залежно від метеоумов та кількості автомобілів, які перебувають одночасно в «заторах» та «тиснявах» на автомобільному шляхопроводі. Для розрахунку параметрів конвективної струмини використовуємо інтегральний метод Л. Ейлера. На підставі розглянутих основних шляхів розповсюдження емісій в атмосфері, окреслено умови виникнення нейтрального стану. Авторами представлено методику розрахунку кількості викидів вуглеводнів від автомобільного транспорту, що є підставою для визначення вторинного забруднення формальдегідом атмосферного повітря територій мегаполісів внаслідок фотохімічних перетворень. Представлені дослідження дозволяють виділити частку викидів парникових газів від автомобільного транспорту в розрізі загальних викидів мегаполіса. На підставі даної моделі розроблений калькулятор розрахунку концентрації забруднення від автотранспорту. Калькулятор дозволяє використовувати спеціально синтезовані зовнішні впливи з подальшим обробленням результатів спостережень та з наступним аналізом наслідків. Ефективність використання запропонованої математичної моделі може бути збільшена, якщо поєднати її зі застосуванням "зелених конструкцій". Запропонований у роботі підхід стане в нагоді при пошуку оптимальних управлінських рішень на муніципальному рівні та формування екологічної політики міста.

An analysis of the degree of atmospheric air pollution in urban areas showed its dependence on a growing number of personal vehicles operating on traditional fuels. This work proves the possibility of applying the theory of a convective jet for estimating and forecasting atmospheric air pollution in megacities, depending on weather conditions and the number of cars that are simultaneously in traffic jams in a car overpass. We use the integral Euler method to calculate the parameters of a convective jet. The conditions for the appearance of neutral ways are determined and based on the considered main ways of distribution of emissions in the atmosphere. The method for calculating the amount of hydrocarbon emissions from road transport was used to determine the secondary pollution by formaldehyde of atmospheric air into the territories of megalopolises as a result of photochemical transformations. The presented studies allow to single out the share of greenhouse gas emissions from road transport in the context of total emissions in a megacity. A method for calculation of concentrations of pollution from motor vehicles based on this model has been developed. This method allows the use of specially synthesized external influences with the subsequent processing of the results of observations and subsequent analysis of the consequences. The effectiveness of the proposed mathematical model can be increased in combination with the use of "green structures". This method is suitable for finding optimal management decisions at the municipal level and the formation of the environmental policy of the city.