Tiểu luận mô hình hóa môi trường

*

ĐH Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh
Trường ĐH Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh
Khoa Mơi trường và Tài Ngun

Bài Tiểu luận:

SỬ DỤNG MÔ HÌNH CMAQ MÔ PHỎNG, ĐÁNH GIÁ
SỰ BIẾN ĐỔI CỦA SULFATE VÀ NITRATE THEO MÙA
VÀ THỜI GIAN DÀI TRONG 18 NĂM
Bộ mơn: Mơ hình hóa Mơi trường
GVHD: PGS. TSKH. Bùi Tá Long


Nội dung
ùo
ba
øi
ba
âu

II. Đỗi tượng

ùu

tie

nghiên cứu

cư

ục

n

M

ê

I.

hi
ng
IV. Kết quả

p

nghiên cứu

á

hò

ph

ng

ng

n

ươ

ế

Ph

ki

III.

ø
va

VI. Khă năng ứng

n

dụng tại Việt Nam

ậ
lu
át
Ke
V.


I. Mục tiêu bài báo
Ước tính độ ẩm và khô lắng đọng từ mô hình trong thời gian 18 năm (1988 - 2005).
Sử dụng mô hình mô phỏng kết hợp quan sát thực tế để so sánh.

II. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu, quan sát và đự đoán nồng độ và xu hướng thay đổi của các hợp chất Sulfate
và Nitrate tại khu vực Đông - Bắc Mỹ trong thời gian từ 1988 - 2005.


III. Phương pháp
Sử dụng các mô hình - cụ thể là mô hình CMAQ để dự đoán nồng độ, phân bố và xu hướng
của các hợp chất S và N trong chu kỳ 18 năm.
Tích hợp nhiều loại mô hình và các mạng lưới quan trắc.


III. Phương pháp
1. Database
Các mô hình sử dụng:
+ Mô hình khí tượng thủy tĩnh 5 - MM5 (1993)
+ Ma trận Sparse
+ Hệ thống nhà kho khí thải gen sinh học - BEIS3.12 (2005)
+Mô hình chất lượng không khí của cộng đồng đa quy mô - CMAQ (2006)

Các mô hình sử dụng 15 lớp data xếp dọc lên độ cao 15km, lớp thấp nhất ở độ cao 38m.
Các chất dạng khí và keo đều có cơ chế mô phỏng riêng.


III. Phương pháp
1. Database
Nguồn thải được chia làm 3 dạng: vùng, điểm và di động.
+ Dạng vùng và điểm dùng dữ liệu của USEPA
+ Dạng di động dùng dữ liệu từ VMT với mô hình MODEL 6

Vì lý do dữ liệu của tất cả các năm không đủ nên có một số quy ước áp dụng dữ liệu của
năm gần nhất cho các năm thiếu, hoặc sử dụng phương pháp nội suy.


III. Phương pháp
1. Database


III. Phương pháp
2. Nguồn dữ liệu quan sát
Một số mạng lưới được lắp đặt để theo dõi nồng độ và độ ẩm của môi trường xung quanh
khu vực Bắc Mỹ trong nhiều thập kỷ.
Các mạng lưới được lắp đặt để mô tả hình không gian, các xu hướng lắng động theo mùa
và dài hạn.
Nồng độ và độ ẩm trung bình theo tuần còn được đo bởi mạng lưới CASTnet - đánh giá
tình trạng và xu hướng của không khí sạch.
Các dữ liệu quan sát được kiểm tra bằng nhiều cách. Nồng độ trung bình sau đó được so
sánh bằng cách sử dụng dữ liệu từ tất cả các vùng.
Trong khoảng thời gian nghiên cứu có nhiều chương trình giảm thải lớn được tiến hành Title VI CAAA.


III. Phương pháp
2. Nguồn dữ liệu quan sát


VI. Kết quả nghiên cứu

Sự thay đổi

Mô hình

theo mùa

không gian

Những thay
đổi do giảm
phát thải

Khảo sát dài
hạn


VI. Kết quả nghiên cứu
1. Sự thay đổi theo mùa
Thể hiện sự thay đổi về lượng mưa và nồng độ các hợp chất của S và N quan sát cũng
như dự đoán từ mô hình theo mùa. Quy định:
+ Mùa đông: JFM
+ Mùa xuân: AMJ
+Mùa hè: JAS
+Mùa thu: OND
Qua đồ thị đánh giá được lượng khí thải, khả năng mô phỏng của mô hình đối với từng
chất ở điều kiện khô và ướt.


VI. Kết quả nghiên cứu
1. Sự thay đổi theo mùa


VI. Kết quả nghiên cứu

2. Mô hình không gian
Thể hiện nồng độ các hợp chất S và N từ các điểm thuộc mạng lưới CASTnet.
 
Nhìn chung, các mô hình tái hiện tốt đối với nồng độ các chất , - cao nhất ở khu vực sông
Ohio
Vẫn có sự mô phỏng dự đoán bị sai lệch


VI. Kết quả nghiên cứu
2. Mô hình không gian


VI. Kết quả nghiên cứu
2. Mô hình không gian


VI. Kết quả nghiên cứu
3. Những thay đổi do giảm phát thải
Trong giai đoạn 18 năm nghiên cứu, đã có nhiều chương trình giảm phát thải được phát
 động và thực hiện. Đáng nói nhất là chương trình Title VI của tổ chức CAAA diễn ra vào 2
kỳ: 1992-1994 và 1995-1997.
Trong giai đoạn này, ty lệ thay đổi lớn nhất xảy ra đối với các hợp chất S do hiện trạng
giảm lượng khí di 40%.
Nồng độ các chất đều giảm đáng kể hoặc chỉ tăng nhẹ. Giảm từ 10-30% hoặc tăng nhẹ
<10%.
Kết quả được thể hiện trong phần này minh họa cho sự ảnh hưởng của việc giảm một
lượng lớn khí thải trong mộ thời gian ngắn, về thời kỳ khảo sát dài hạn sẽ được nói cụ thể
ở phần tiếp theo.

VI. Kết quả nghiên cứu
4. Khảo sát dài hạn
Khác với nhiều nghiên cứu trước đây chủ yếu dừng lại trong thời gian khảo sát ngắn, đề
tài này lại hướng đến khảo sát dài hạn kéo dài tới 18 năm. Qua đó, mô hình có thể biểu
diễn được xu hướng hoạt động của các hợp chất qua chu kỳ dài.


VI. Kết quả nghiên cứu
4. Khảo sát dài hạn


V. Kết luận và kiến nghị
Bài viết so sánh giữa thực tế và mô phỏng đối với sự lắng đọng khô và ướt ở Đông Bắc Mỹ
 trong 18 năm. Kết quả cho thấy mô hình CMAQ thường tái tạo theo mùa và mô hình
không gián cũng như các xu hướng đổi của các hợp chất S tốt. Các mô hình nắm bắt về N
tương đối tốt. Riêng xu hướng của thường khó xác định do ảnh hưởng bởi tiền chất và các
quá trình hóa lý trong môi trường khí quyển.
Một mô phỏng nhiều năm như những phân tích trong bài báo này không chỉ có thể làm
sáng tỏ về các mô hình không gian và sự thay đổi theo mùa, mà còn về trends dài hạn
trong sự thay đổi của khí thải và sự biến đổi khí hậu.


VI. Khả năng ứng dụng
Hiện trạng mạng lưới quan trắc khí thải ở Việt Nam hiện đang có rất nhiều khởi sắc với
 nhiều mạng lưới hiện đại như AQMS - hệ thống trạm quan trắc tự động, di động, cố định.
Qua đó tạo điều kiện khá thuận lời cho việc thu thập dữ liệu thực tế để kiểm chứng khả
năng dự đoán của mô hình cho điều kiện môi trường của nước ta. Bên cạnh đó, nền công
nghệ mô hình toán và mô hình hóa của nước ta cũng đang trên đà phát triển, khả năng
du nhập những mô hình tân tiến từ nước ngoài luôn được đề cao, tạo nhiều khả năng cho
các mô hình dự báo. Ngoài ra, thành phần khí thải chủ yếu ở Việt Nam hiện nay nằm

nhiều vào bụi, khí - hợp chất của S được dự đoán khá tốt bằng mô hình CMAQ.


Thank you for your attention