Opis systemu prognoz jakości powietrza w województwie śląskim

Ustawodawstwo polskie w zakresie ochrony środowiska, dostosowane do wymogów Unii Europejskiej, nakłada między innymi obowiązek informowania o jakości powietrza. Szczególne jest to istotne w przypadku występowania ryzyka przekroczenia dopuszczalnych, docelowych czy alarmowych poziomów substancji w powietrzu. W takich sytuacjach w ramach systemu oceny jakości powietrza przewidziane jest podejmowania działań krótkoterminowych. Podstawy prawne podejmowania takich działań zapisane są w Dyrektywie 2008/50/WE w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy (art. 24) oraz w ustawie Prawo Ochrony Środowiska art. 92, art. 93, art. 94 ust. 1, pkt 4.

W świetle regulacji prawnych jednym z elementów działań krótkoterminowych powinna być prognoza zanieczyszczeń powietrza.

Prognozowanie, szczególnie wysokich stężeń zanieczyszczeń, jest problemem niezwykle złożonym. Mimo wielu stosowanych metod szacowania przebiegu tzw. epizodów smogowych brak jest jak dotąd powszechnie akceptowanych i przynoszących zadowalające rezultaty. Choć pod względem merytorycznym najlepsze wyniki dają modele fizyczne to jednak ze względu na konieczność i zarazem trudności pozyskania wielu wiarygodnych danych są trudne do operacyjnego zastosowania. W związku z tym w praktyce często stosuje się symulacyjne modele matematyczne czy matematyczne modele empiryczne (statystyczne czy oparte o zaawansowane metody wnioskowania), które choć nie dotykają fizyki zjawiska, dzięki możliwościom odkrywania nowych zależności między danymi zgromadzonymi w zbiorach pozwalają na stosunkowo trafne i szybkie prognozowanie. W ostatnich latach coraz częściej prognozy jakości powietrza opierają się na zbiorze metod, ogólnie nazywane jako metody eksploracji danych (data mining). Idea ta została zastosowana w prognozie jakości powietrza w województwie śląskim.

Założenia Systemu Prognoz Jakości Powietrza powstały w 2004 roku na zlecenie Śląskiego Wojewódzkiego Inspektora Ochrony Środowiska w Katowicach(WIOŚ) w wyniku pracy badawczej realizowanej wspólnie przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Oddział w Katowicach (IMGW) i Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN w Zabrzu (IPIŚ PAN), finansowanej ze środków WFOŚiGW w Katowicach. Produkt ten został wdrożony do operacyjnej działalności w Monitoringu Jakości Powietrza w Województwie Śląskim w roku 2005. W latach następnych w ramach współpracy IMGW i WIOŚ w Katowicach system prognoz był systematycznie modyfikowany, a baza wiedzy uzupełniana o nowe dane. W 2008 roku w wyniku nowego podziału kraju na strefy, dla których dokonuje się oceny jakości powietrza, prognozę dostosowano do obowiązujących regulacji prawnych. Systematycznie dokonuje się też ulepszania metody prognozowania, zgodnie z aktualnymi osiągnięciami wiedzy w tym zakresie.

Metodyka prognozy jakości powietrza AQ (Air Quality) zarówno krótkoterminowej prognozy stężeń poszczególnych zanieczyszczeń powietrza jak i kompleksowej oceny jakości powietrza w postaci tzw. indeksu jakości powietrza AQI (Air Quality Index) w województwie śląskim opiera się na zastosowaniu wybranych metod eksploracji oraz przy wykorzystaniu numerycznej prognozy pogody.

Prognoza jakości powietrza realizowana tą metodą jest pierwszym, jak dotąd, zastosowaniem takiego podejścia w Polsce i jednym z nielicznych w Europie. Należy jednak mieć na uwadze to, że jak wszystkie metody prognostyczne obarczona ona jest pewnym stopniem niepewności. Zarówno metodyka prognozowania jak i sam sposób prezentacji wyników był przedmiotem licznych doniesień naukowych i wystąpień na konferencjach o zasięgu krajowym i międzynarodowym, gdzie spotykał się z dużym zainteresowaniem odbiorców.

Aktualnie obowiązującą procedurę tworzenia prognozy jakości powierza i dystrybucji informacji przedstawiono poniżej.

Schemat tworzenia prognozy jakości powietrza dla stref i aglomeracji w województwie śląskim

Obieg informacji w Systemie Prognoz Jakości Powietrza w województwie śląskim

*) Krok 1-godzinny oznacza, że dane wejściowe prognozy podawane są w odstępach 1-godzinnych.