| Περίληψη |
Η μέθοδος Eddy Covariance είναι η μόνη μέθοδος που μπορεί να προσφέρει insitu μετρήσεις ροών αερίων (όπως το CO2) και ενέργειας μεταξύ μια περιοχής του
εδάφους (αποτύπωμα περιοχής προέλευσης) και της ατμόσφαιρας σε τοπική κλίμακα.
Γι’ αυτό το λόγο τα τελευταία χρόνια επεκτείνεται η εφαρμογή της στις πόλεις ως η πιο
αξιόπιστη μέθοδος εκτίμησης των εκπομπών CO2. Η μέθοδος χρησιμοποιεί την θεωρία
τυρβωδών ροών στο επιφανειακό στρώμα της ατμόσφαιρας για την εκτίμηση των ροών
αερίων και ενέργειας. Τα όργανα μέτρησης τοποθετούνται σε μεγάλο ύψος πάνω από
το ύψος κτηρίων ώστε η ροή του αέρα να μην παρεμποδίζεται από τον αστικό θόλο και
οι μετρήσεις να είναι αντιπροσωπευτικές μιας μεγάλης επιφάνειας του υποκείμενου
εδάφους (αποτύπωμα περιοχής προέλευσης). Οι μετρήσεις κάθε στιγμή αφορούν μια
περιοχή εδάφους κατά την διεύθυνση του ανέμου.
Η ανάλυση των πρωτογενών δεδομένων πραγματοποιήθηκε μέσω σειράς
υπολογιστικών αλγορίθμων και φίλτρων αναγνώρισης και διόρθωσης προβληματικών
τιμών ώστε να υπολογιστούν οι εκπομπές CO2 με χρονικό βήμα μισής ώρας,
συνοδευόμενες από δείκτες ποιότητας κάθε μέτρησης. Στη συνέχεια έγινε
κατηγοριοποίηση των μετρήσεων και κατασκευή χρονοσειρών (Νοέμβριος 2016 –
Οκτώβριος 2017 και Νοέμβριος 2017 – Οκτώβριος 2018). Οι ετήσιες μετρήσεις
υπολογίστηκαν σε 19,6 kg CO2 m-2y-1
για την πρώτη περίοδο ενώ
18,7 kg CO2 m-2y-1
για τη δεύτερη.
Οι παραπάνω μετρήσεις συντέλεσαν και στην δημιουργία ημερήσιων προτύπων
ροών CO2 και για τις δύο χρονοσειρές, πρότυπα τα οποία ποικίλουν ποιοτικά και
ποσοτικά ανάλογα την περιοχή λήψεων και την περίοδο.
Έπειτα, οι μετρήσεις διαχωρίστηκαν ανά τόξα κατευθύνσεων ανέμου. Αυτή η
τεχνική εφαρμόστηκε ώστε να προσδιοριστεί ποια τόξα συνεισφέρουν σημαντικά στις
ροές CO2. Βρέθηκε ότι οι βορειοανατολικοί άνεμοι έχουν σχεδόν διπλάσια συνεισφορά
από τις υπόλοιπες κατευθύνσεις.
Σε επόμενο βήμα έγινε διαχωρισμός σε ημέρες χαρακτηριζόμενες ως
καθημερινές (Δευτέρα – Παρασκευή) και σε Σαββατοκύριακα ανά μήνα, καθώς
διαφέρουν αρκετά οι ροές σε αυτά τα διαστήματα, λόγω των ανθρώπινων
δραστηριοτήτων στην πόλη του Ηρακλείου. Από τα πρώτα διαγράμματα γίνεται
φανερή η διαφορά της συνεισφοράς των καθημερινών, όπου αποτελούν τις βασικές
εργάσιμες μέρες. Άρα είναι ιδιαίτερα σημαντικό να αναφέρουμε τουλάχιστον για το
κέντρο της πόλης τις ώρες αιχμής και τα μοντέλα κυκλοφορίας. Όπως θα φανεί και στη
συνέχεια, η μεγαλύτερη μεταφορά CO2 γίνεται κατά κύριο λόγω στις 11:00 – 13:00 τις
καθημερινές (τοπική ώρα) αλλά και 16:00 - 18:00, ώρες δηλαδή που τα εμπορικά
καταστήματα είναι ανοικτά και χαρακτηρίζονται εργάσιμες ώρες. Παρακάτω θα μας
απασχολήσουν ιδιαίτερα και τα Σαββατοκύριακα, όπου το Σάββατο αν και δεν είναι
αποτελεί καθιερωμένη εργάσιμη μέρα έχει παρόμοιο μοτίβο Fc με τις καθημερινές σε
αντίθεση με την Κυριακή όπου οι τιμές διαφέρουν εξαιρετικά με όλες τις προηγούμενες
μέρες. Η παρατήρηση συνεχίζεται στα ημερήσια πρότυπα του κάθε μήνα όπου
γίνονται εμφανείς οι διαφορές και μπορούν να εξαχθούν συμπεράσματα με μεγαλύτερη
λεπτομέρεια. Προφανώς, αλλαγές γίνονται αισθητές και σε μεγαλύτερη κλίμακα
μελέτης, ιδίως τους χειμερινούς μήνες, όπου τις απογευματινές και βραδινές ώρες
γίνεται εντονότερη χρήση σωμάτων θέρμανσης που χρησιμοποιούν είτε ηλεκτρικό
ρεύμα, είτε ορυκτά καύσιμα. Τα τελευταία επηρεάζουν σε ένα βαθμό τις μελετώμενες
ροές. Σε αυτή τη λογική μελετήθηκαν και οι μηνιαίες ροές CO2 σε σύγκριση με την
διακύμανση της θερμοκρασίας. Καθώς, διαφαίνεται η σημαντική διαφορά των
συστημάτων κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων για θέρμανση στον αστικό ιστό.
Ακόμα, αναλύθηκαν τα δεδομένα κατεύθυνσης και ταχύτητας ανέμου και
κατασκευάστηκαν εποχιακά wind roses (γραφικό εργαλείο που χρησιμοποιείται για να
δώσει μια συνοπτική εικόνα του τρόπου με τον οποίο η ταχύτητα και η διεύθυνση του
ανέμου κατανέμονται συνήθως σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία) ώστε να γίνουν
ευκρινέστερα τα πρότυπα ανέμου στην περιοχή και να αναγνωριστούν τα τόξα με τη
μεγαλύτερη συχνότητα μετρήσεων. Για τα πρότυπα ανέμου βρέθηκε ότι τους
καλοκαιρινούς μήνες κυριαρχούν οι βορειοδυτικοί άνεμοι ενώ για τους χειμερινούς οι
νοτιοδυτικοί.
Τελικό στάδιο αποτελεί, η εκτίμηση του αποτυπώματος ροής των λήψεων του
μικρομετεωρολογικού πύργου (αποτύπωμα περιοχής προέλευσης) μέσω του μοντέλου
FFP (Flux Footprint Prediction). Συγκρίνοντας τα Wind Roses και τα FFP μπορούμε
να αποφανθούμε ποιες από τις περιοχές λήψεων έπαιξαν κρίσιμο ρόλο στις μετρήσεις
μας, όπως τη συνεισφορά των κύριων κυκλοφοριακών αρτηριών του Ηρακλείου, κατά
πόσο οι μετρήσεις έρχονται από αμιγείς οικιστικές ή εμπορικές περιοχές.
|
Μελέτη ροών διοξειδίου του άνθρακα από την πόλη του Ηρακλείου σε τοπική κλίμακα για διάστημα δύο ετών
