Аналіз і моделювання метеорологічних умов поширення радіонуклідів у періоди лісових пожеж та пилової бурі в Чорнобильській зоні відчуження

Т. Д. Лев, М. М. Талерко

Інститут проблем безпеки АЕС НАН України,
вул. Лисогірська, 12, Київ, 03028, Україна

DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.22.2.8

Анотація

Проведено моделювання метеорологічних умов поширення радіоактивних аерозолів в атмосфері в періоди лісових пожеж (2015, 2018, 2020 та 2022 рр.) та пилової бурі (16–17 квітня 2020 р.) у Чорнобильській зоні відчуження з використанням архіву даних реаналізу Європейського центру середньострокових прогнозів погоди (ECMWF). Моделювання метеоумов і підготовка аеросиноптичної інформації для моделі атмосферного перенесення та осадження забруднюючих речовин LEDI в періоди інтенсивної емісії радіонуклідів в атмосферу проводилося з використанням двох джерел інформації: результатів чисельної моделі прогнозу погоди США WRF-ARW з використанням баз даних Проєкту реаналізу та прогностичних даних, отриманих за глобальною моделлю GFS та оперативною моделлю ECMWF, які зберігаються в базі даних сховища кліматичних даних CDS (ERA5 Copernicus). Чисельна модель WRF-ARW, що використовується, адаптована для території України шляхом вибору моделей параметризації головних фізичних процесів в атмосфері відповідно до синоптичних ситуацій та сезону року. Дано опис типових та екстремальних синоптичних ситуацій у аналізовані періоди лісових пожеж із використанням архіву синоптичних карт приземного тиску та топографії АТ500 для Європейської території та сучасних технологій геоінформаційних систем.

Ключові слова: моделі чисельного прогнозу погоди, екстремальна метеорологічна ситуація, бази метеорологічних даних, моделювання атмосферного перенесення, радіонукліди

Список використаної літератури

1. Meteorological Analysis of the 2021 Extreme Wildfires in Greece: Lessons Learned and Implications for Early Warning of the Potential for Pyroconvection / T. M. Giannaros, G. Papavasileiou, K. Lagouvardos, et al. // Atmosphere. — 2022. — Vol. 13. — P. 475. — doi.org/10.3390/atmos13030475.

2. Guidelines on communicating forecast uncertainty / J. Gill, J. Rubiera, C. Martin, et al. // World Meteorological Organisation. — 2008. — PWS-18; WMO/TD No. 1422. — Available at: https://www.preventionweb.net/publication/guidelines-communicating-forecast-uncertainty.

3. Zaiko P. О. Meteorological data assimilationin mesoscale numerical model WRF-ARW in the republic of Belarus / Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe (East European Scientific Journal). — 2020. — No. 3 (55). — P. 4–10.

4. Иванов А. В. Моделирование метеоусловий в районе порта и в прибрежной зоне залива Тикси / А. В. Иванов, С. В. Стрижак, М. И. Захаров // Труды ИСП РАН. — Рис. 15. Область прогностичної метеорологічної інформації, яка використовується в моделі атмосферного перенесення LEDI (дані за 21 березня 2022 р. станом на 06:00). blh — ізолінії висоти примежевого шару атмосфери (м) на тлі приземного тиску (sp в Па) 2019. — № 31, вып 6. — C. 163–176. — doi.org/10.15514/ ISPRAS-2019–31(6)-9.

5. Набокова Е. В. Опыт применения модели WRF c учетом двух методов параметризации городского подслоя для прогноза температуры воздуха и скорости ветра / Е. В. Набокова // Труды ГМЦ России. — 2010. — Вып. 344. — С. 180–195.

6. Халченков А. В. Использование методов релаксации в модели WRF для анализа метеорологических условий в Украине за длительный период / А. В. Халченков, И. В. Ковалец // Математичні машини і системи. — 2020. — № 2. — С. 30–42.

7. Оценка точности численных прогнозов метеорологических условий в районе г. Томска с использованием модели WRF / Л. И. Кижнер, Н. К. Барашкова, А. С. Ахметшина и др. // Вестник Томского государственного университета. — 2013. — № 374. — С. 174–178.

8. The ERA5 global reanalysis. Research article / H. Hersbach, B. Bell, P. Berrisford, et al. // Q. J. R. Meteorol. Soc. — 2020. — Vol. 146. — P. 1999–2049.

9. National Centers for Environmental Prediction/ National Center for Atmospheric Research Reanalysis (NCEPNCAR1) — Other Flux // Australian Research Data Commons (ARDC). — Available at: https://researchdata.edu.au/national-centers-environmental-1-flux/15271.

10. The Research Data Archive. — Available at: https://rda.ucar.edu/datasets/.

11. Climate Data. ERA-INTERIM // National Center for Atmospheric Research Climate Data Guide. — Available at: https://climatedataguide.ucar.edu/climate-data/era-interim.

12. ERA-Interim // European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. — Available at: https://www.ecmwf.int/en/forecasts/datasets/archive-datasets/reanalysis-datasets/era-interim.

13. The World in Weather Charts. — Available at: http://www1.wetter3.de/archiv_dwd_en.html.

14. Wetterzentrale. — Available at: https://www.wetterzentrale.de/reanalysis.php.

15. Soundings // University of Wyoming: official website. — Available at: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html.

16. Weather archive. — Available at: http://www.pogodaiklimat.ru/archive.php.

17. Datasets // Climate Data Store. — Available at: https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/search?type=dataset.

18. Зверев А. С. Синоптическая метеорология / А. С. Зверев. — Ленинград : Гидрометеоиздат, 1977. — 436 c.

19. Руководство по краткосрочным прогнозам погоды. Ч. 1. / Под ред. С. Л. Белоусова и др. — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1986. — 696 c.

20. SaveEcoBot. Maps. — Available at: https://www.saveecobot.com/maps#7/50.611/31.300/pm10.

21. AERONET Aerosol Optical Depth Data Display Interface. Kyiv-AO site. — Available at: https://aeronet.gsfc.nasa.gov/ cgi-bin/data_display_aod_v3?site=Kyiv-AO.

22. A case of extreme particulate matter concentrations over Central Europe caused by dust emitted over the southern Ukraine / W. Birmili, K. Schepanski, A. Ansmann, et al. // Atmos. Chem. Phys. — 2008. — Vol. 8. — P. 997–1016.

23. Observations and Cloud-Resolving Modeling of Haboob Dust Storms Over the Arabian Peninsula / A. Anisimov, D. Axisa, P. A. Kucera, et al. // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. — 2018. — Vol. 12. — P. 147–179. — doi.org/10.1029/2018JD028486.

24. Яковлева Д. В. Анализ оптических характеристик атмосферного аэрозоля над Чёрным морем с мая 2006 по сентябрь 2007 гг. / Д. В. Яковлева, Г. А. Толкаченко //
Радиофизика и электроника. — 2008. — Том 13, № 2. — С. 185–189.

25. Калинская Д. В. Исследование особенностей оптических характеристик пылевого аэрозоля над Черным морем / Д. В. Калинская // Екологічна безпека прибережної та
шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу : зб. наук. пр. — Севастополь, 2012. — Вип. 26, том 2. — С. 151–162. Режим доступу: http://dspace.nbuv.
gov.ua/handle/123456789/56874.26. AERONET Data Download Tool. Version 3 Direct Sun Algorithm. Kyiv-AO site. — Available at: https://aeronet.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/webtool_aod_v3?stage=3&region=Europe&state=Ukraine&site=Kyiv-AO&place_code=10).

27. Climate Data Store. — Available at: https://cds.climate.copernicus.eu.

28. The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system / D. P. Dee, S. M. Uppala, A. J. Simmons, et al. // Quarterly Journal of the Royal
Meteorological Society. — 2022. — Vol. 137. — P. 553–597.

29. ARW Version 3.9 Modeling System User’s Guide. User’s Guide for the NMM core of the Weather Research and Forecast (WRF) modeling system. — April 2008. — 214 p. —
Available at: http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users.

30. ERA5 hourly data on single levels from 1979 to present. — doi.org/10.24381/cds.adbb2d47. https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/dataset/reanalysis-era5-singlelevels?tab=overview.

31. ERA5 hourly data on pressure levels from 1979 to present. — doi.org/10.24381/cds.bd0915c6. https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/dataset/reanalysis-era5-pressurelevels?tab=overview.

32. Evaluation of radioactive air contamination due to aforest fire within the Exclusion zone on 5–8 June, 2018 / M. M. Talerko, Т. D. Lev, S. I. Kireev, et al. // Ядерна енергетика та довкілля. — 2019. — Vol. 14 (2). — P. 47–57.

33. Simulation study of radionuclide atmospheric transport after wildland fires in the Chernobyl Exclusion Zone in April 2020 / M. Таlerko, I. Коvalets, Т. Lev, et al. // Atmospheric Pollution Research. — 2021. — Vol. 12 (3). — P. 193–204. — doi.org/10.1016/j.apr.2021.01.010.

Повна стаття (PDF)

---