Simulation of an extreme wildfire event using the WRF-Chem model

Οι εκπομπές από δασικές πυρκαγιές συχνά υποβαθμίζουν την ποιότητα του αέρα σε περιφερειακή κλίμακα και επηρεάζουν τη χημεία της τροπόσφαιρας καθώς και την αλληλεπίδραση της ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα. Οι άμεσες επιδράσεις των αερολυμάτων από καύση βιομάζας, μέσω της απορρόφησης και της σκέδασης, στην προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία παραμένουν μία σημαντική πηγή αβεβαιότητας στα κλιματικά μοντέλα. Στην παρούσα μελέτη εξετάζεται η περίοδος 20–24 Αυγούστου 2023, η οποία χαρακτηρίστηκε από ένα εκτεταμένο επεισόδιο δασικών πυρκαγιών στην περιοχή του Έβρου. Το επεισόδιο προσομοιώθηκε με το ατμοσφαιρικό μοντέλο WRF-Chem το οποίο είναι πλήρως συζευγμένο με τη χημεία και συνυπολογίζει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ αερολυμάτων και ακτινοβολίας. Δορυφορικά προϊόντα και δεδομένα παρατήρησης από σταθμούς χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων σε ότι αφορά σωματιδιακούς (PM2.5, PM10, BC, Dust) και αέριους (O3) ρύπους καθώς και οπτικές ιδιότητες των αεροζόλ (AOD, AAOD, SSA, AE). Το μοντέλο παρουσιάζει ικανοποιητική συμφωνία με τα ανωτέρω δεδομένα, αναπαράγοντας τη μεταφορά και την κατακόρυφη κατανομή των πλουμίων. Ειδικότερα, οι προσομοιώσεις ανέδειξαν πολύ υψηλά φορτία αερολυμάτων στα μεταφερόμενα πλούμια πάνω από την Ανατολική Μεσόγειο, με το AOD να φτάνει έως και 3.4 και το AAOD έως και 0.73 πάνω από το Αιγαίο στις 22 Αυγούστου, υποδεικνύοντας έντονη απορρόφηση από τα αερολύματα. Σύμφωνα με τις προσομοιώσεις, οι συγκεντρώσεις PM10 ξεπέρασαν τα 200 μg m⁻³ μέσα στο ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα (500 m), ενώ οι τιμές παρέμειναν έως και 60 μg m⁻³ πάνω από αυτό (στα 2500 m). Πειράματα ευαισθησίας με και χωρίς την ενσωμάτωση εκπομπών από πυρκαγιές, έδειξαν ότι ο συνυπολογισμός των εκπομπών από πυρκαγιές βελτιώνει σημαντικά τις τιμές προσομοίωσης βασικών δεικτών ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Κοντά στις εστίες της πυρκαγιάς, οι εκπομπές ευθύνονται για περισσότερο από το 90% των συγκεντρώσεων PM2.5 και σχεδόν για το 100% του BC στην κατακόρυφη στήλη μάζας, ενώ η συμβολή τους παραμένει σημαντική ακόμη και κοντά στις ιταλικές ακτές, όπου οι συνεισφορά τους στα PM2.5 και στον BC είναι περίπου 40%. Στην επιφάνεια, η επίδραση των πυρκαγιών αύξησε τα PM2.5 έως και κατά 60–70 μg m⁻³ και το όζον κατά 20–80 ppb σε σταθμούς της ηπειρωτικής Ελλάδας. Σύμφωνα με τις προσομοιώσεις, στις περιοχές που επηρεάστηκαν από τα πλούμια της φωτιάς η εισερχόμενη μικρού μήκους κύματος ακτινοβολίας στην επιφάνεια του εδάφους (σε συνθήκες ανέφελου ουρανού) μειώθηκε κατά 40-100 W m⁻² ενώ κοντά στις εστίες της φωτιάς η μείωση έφτασε τα 320 W m⁻². Η παρούσα εργασία καταδεικνύει ότι τα αερολύματα που παράγονται από δασικές πυρκαγιές μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την ατμόσφαιρα και υπογραμμίζει τη σημασία της κατάλληλης ατμοσφαιρικής μοντελοποίησης για την επίτευξη πιο αξιόπιστων προβλέψεων της ποιότητας του αέρα.

Authors dc:creator

• Σπαής Γεώργιος
• Spais Georgios

• Θετικές Επιστήμες
• Science

Language dc:language

English

Identifier

uoadl:5372076

OAI identifier oai:identifier

oai:lib.uoa.gr:uoadl:5372076