Grudzień 2020 – raport z pomiarów pionowych PM10

W grudniu można było wyróżnić trzy okresy synoptyczne kształtujące jakość powietrza w Krakowie. Między 4 a 12 oraz od 24-go grudnia  dominowały ośrodki niżowe, którym towarzyszyła podwyższona prędkość wiatru (>2m/s) powodująca dobre warunki przewietrzania miasta. Dlatego w tym okresie dominowały niskie poziomy stężeń PM10. Nie było również widać zróżnicowania stężenia PM10 z wysokością (Rysunek 1).

Rysunek 2 – profile pionowe PM10 zmierzone 16 i 21 grudnia 2020.

Środkowa część miesiąca (12-22 grudnia) była z kolei zdominowana poprzez ośrodek wyżowy. W tym okresie prędkość wiatru mierzona w mieście nie przekraczała 2m/s, co powodowało występowanie podwyższonych stężeń PM10 (do około 100 mg/m³). Pomiary profili pionowych (Rysunek 2) wykazywały w tym okresie wyraźnie większe stężenia obserwowane do wysokości odpowiadającej głębokości doliny Wisły (ok. 100m). Co ważne, podwyższone stężenia utrzymywały się praktycznie przez całą dobę.

Rysunek 2 – profile pionowe PM10 zmierzone 16 i 21 grudnia 2020.

W grudniu oprócz pomiarów frakcji PM10 pyłu zawieszonego rozpoczęły się pomiary zanieczyszczeń analizatorem multi-frakcyjnym LOAC dostarczającym informacji na temat rozkładu wielkości pyłów o różnych średnicach aerodynamicznych (od ułamków do kilkudziesięciu mikrometrów). Te dodatkowe informacje dają możliwość głębszej analizy pochodzenia zanieczyszczeń. Aktualnie trwa analiza i interpretacja tych danych, ale już na tym etapie można pokazać kilka ciekawych efektów.

Pomiary wykonywane w dniu 17 grudnia około 10:30 (Rysunek 3) wykazywały stałe wysokie stężenia frakcji PM10 aż do wysokości prawie 300 m n.p.g. Jednak porównanie frakcji pyłu o średnicach poniżej i powyżej 1.1 mm wskazało na drastyczną zmianę składu pyłów na wysokości 250m n.p.g. mimo prawie stałego stężenia całkowitego. Poniżej tego poziomu dominowały drobne frakcję podczas gdy w wyższych warstwach zaobserwowano znacząco większą ilość większych ziaren mogących świadczyć o odmiennym źródle pochodzenia pyłów.

Rysunek 3 Profile frakcji PM10 (a) oraz ich podział na 3 przedziały średnic (0.2-1.1mm (b), 1.1-3mm (c) oraz 3-10mm (d). Frakcja PM10 wyrażona jest w mg/m³ podczas gdy pozostałe rysunki prezentują różne frakcje wyrażone w ilości cząsteczek na litr.

Innym ciekawym przykładem są pomiary prowadzone w dniu 21 grudnia około 14:30 (Rysunek 4). W tym dniu zaobserwowano występowanie w Krakowie warstwy podwyższonego stężenia PM10 (około 90 mg/m³) do wysokości ok. 150 m n.p.g. Powyżej stężenie stopniowo malało. Jednak w tym wypadku zanieczyszczenia przy powierzchni gruntu składały się głównie z grubszych frakcji, podczas gdy powyżej 150m zaobserwowano gwałtowny wzrost frakcji drobniejszej. Dokładniejsze wyjaśnienie zaobserwowanych efektów wymaga głębszej analizy i będzie publikowane w kolejnych raportach.

Rysunek 4 – profil pionowy z podziałem na 3 frakcje pyłów zmierzony 21.12.2020 ok. 14:30.

Opracował Zespół Fizyki Środowiska, WFiIS, AGH w Krakowie
(dr hab. inż. Mirosław Zimnoch, dr. inż. Jakub Bartyzel, mgr inż. Piotr Sekuła).