COMPUTER MODELLING OF PHOTOCHEMICAL OXIDANTS

Abstract

OZONE AND ITS PRECURSORS (NOX AND VOC), WHICH ARE THE BASIC INGREDIENTS OF PHOTOCHEMICAL AIR POLLUTION, HAVE BEEN OF INCREASING INTEREST, DUE TO HIGH TROPOSPHERIC OZONE CONCENTRATIONS LEADING TO ADVERSE EFFECTS. COMPUTER MODELLING IS USEFUL IN INVESTIGATING EFFECTIVE ABATEMENT STRATEGIES. THIS THESIS EXAMINES SOME OF THE UNCERTAINTIES IN SUCH MODELLING STUDIES. CURRENT INTERNATIONAL NEGOTIATIONS IN EUROPE ARE BASED ON THE EMEP PHOTOCHEMICAL MODEL OF THE EMEP - WEST CENTRE IN NORWAY. COMPARISONS HAVE BEEN MADE WITH ITS SIMPLER LUMPED CHEMICAL SCHEME (INCLUDING SENSITIVITY STUDIES TO THE PARAMETERISATION OF THE PHOTOLYTIC SCHEME), AND THE IMPLICATION OF ITS COARSE SPATIAL RESOLUTION INVESTIGATION (INHOMOGENEOUS MIXING OF CITY PLUMES USING A PUFF WITHIN A BOX MODEL). TOSTUDY OZONE FORMATION IN THE TROPOSPHERE, RESULTING FROM DAYTIME AND NIGHT - TIME PROCESSES, A PHOTOCHEMICAL BOX MODEL (NITE - UP), SUPPLIED WITH AN UPDATED DAYTIME AND ADDITIONAL NIGHT - TIME CHEMICAL SCHEME, HAS BEEN APPLIED TO NIGHT - TIME EMISSIONS FROM A MAJOR CITY (LONDON). THE INVOLVEMENT OF THE NITRATERADICAL IN THE NIGHT - TIME TROPOSPHERIC CHEMISTRY AND ITS INFLUENCES ON THECONCENTRATIONS OF OTHER INORGANIC SPECIES AND RADICALS, AS WELL AS ON THE SUBSEQUENT OZONE FORMATION HAVE BEEN MODELLED. THE SIGNIFICANCE OF THE REPRESENTATION OF THE NO3 CHEMISTRY IN COMPUTATIONAL PHOTOCHEMICAL MODELS IS DISCUSSED.TO EXAMINE HOW NOX AND VOC (ABSTRACT TRUNCATED)

ΤΟ ΟΖΟΝ ΚΑΙ ΟΙ ΠΡΟΓΟΝΟΙ ΤΟΥ (ΟΞΕΙΔΙΑ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ ΚΑΙ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΕΣ), ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΒΑΣΙΚΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΗΣ ΦΩΤΟΧΗΜΙΚΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ, ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΟΥΝ ΑΥΞΗΜΕΝΟ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΝ, ΕΞΑΙΤΙΑΣ ΤΩΝ ΥΨΗΛΩΝ ΤΡΟΠΟΣΦΑΙΡΙΚΩΝ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΩΝ ΤΟΥ ΟΖΟΝΤΟΣ, ΠΟΥ ΟΔΗΓΟΥΝ ΣΕ ΑΡΝΗΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ. Η ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΕΙΝΑΙ ΧΡΗΣΙΜΗ ΣΤΟ ΝΑ ΕΡΕΥΝΗΣΕΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΕΣ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΜΕΙΩΣΗΣ ΤΩΝ ΡΥΠΩΝ. ΗΠΑΡΟΥΣΑ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΞΕΤΑΖΕΙ ΜΕΡΙΚΕΣ ΑΠΟ ΤΙΣ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΕΣ ΣΕ ΤΕΤΟΙΕΣ ΜΕΛΕΤΕΣ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗΣ. ΠΑΡΟΥΣΕΣ ΔΙΕΘΝΕΙΣ ΔΙΑΠΡΑΓΜΑΤΕΥΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΗ ΒΑΣΙΖΟΝΤΑΙ ΣΤΟ ΦΩΤΟΧΗΜΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ EMEP ΤΟΥ EMEP - WEST CENTRE ΣΤΗΝ ΝΟΡΒΗΓΙΑ. ΣΥΓΚΡΙΣΕΙΣ ΕΧΟΥΝ ΓΙΝΕΙ ΜΕ ΤΟΝ ΑΠΛΟ ΧΗΜΙΚΟ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ ΤΟΥ (ΜΕΛΕΤΕΣ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΛΥΤΙΚΟΥ ΤΟΥ ΣΧΗΜΑΤΟΣ), ΚΑΙ ΟΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΜΕΓΑΛΗΣ ΧΩΡΙΚΗΣ ΤΟΥ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΕΧΟΥΝ ΕΡΕΥΝΗΘΕΙ (ΑΝΟΜΟΙΟΓΕΝΗ ΜΙΞΗ ΤΟΥ ΝΕΦΟΥΣ ΜΙΑΣ ΠΟΛΗΣ, ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΕΝΑ ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ ΘΥΣΑΝΟ (PUFF) ΜΕΣΑ ΣΕ ΛΑΓΚΡΑΝΖΙΑΝΟ ΜΟΝΤΕΛΟ). ΓΙΑ ΤΗΝ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥΤΟΥ ΟΖΟΝΤΟΣ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ, ΟΠΩΣ ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ ΑΠΟ ΗΜΕΡΗΣΙΕΣ ΚΑΙ ΝΥΧΤΕΡΙΝΕΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ, ΕΝΑ ΦΩΤΟΧΗΜΙΚΟ ΛΑΓΚΡΑΝΖΙΑΝΟ ΜΟΝΤΕΛΟ (NITE - UP), ΕΦΟΔΙΑΣΜΕΝΟ ΜΕ ΕΝΑ ΣΥΓΧΡΟΝΟ ΗΜΕΡΗΣΙΟ ΚΑΙ ΕΝΑ ΕΠΙΠΡΟΣΘΕΤΟ ΝΥΧΤΕΡΙΝΟ ΧΗΜΙΚΟ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ, ΕΦΑΡΜΟΣΤΗΚΕ ΣΕ ΝΥΧΤΕΡΙΝΕΣ ΕΚΠΟΜΠΕΣ ΜΙΑΣ ΜΕΓΑΛΟΥΠΟΛΗΣ (ΛΟΝΔΙΝΟ). Η ΕΜΠΛΟΚΗ ΤΗΣ ΝΙΤΡΙΚΗΣ ΡΙΖΑΣ (NITRATE RADICAL NO3) ΣΤΗΝ ΝΥΧΤΕΡΙΝΗ ΤΡΟΠΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΟΙ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΣΤΙΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΙΣ ΑΛΛΩΝ ΑΝΟΡΓΑΝΩΝ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΡΙΖΩΝ, ΚΑΘΩΣ ΕΠΙΣΗΣ ΚΑΙ ΣΤΟΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΤΟΥ ΟΖΟΝΤΟΣ ΤΗΝ ΕΠΟΜΕΝΗ ΜΕΡΑ, ΕΧΟΥΝ (ΠΕΡΙΚΟΠΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗΣ)