Janina Kawałczewska Badania i pomiary solarnych zasobów

Janina Kawałczewska
Badania i pomiary solarnych zasobów energetycznych
warsztaty – 28.02.2011r.
1. Zajęcia w stacji monitoringu powietrza WIOŚ w Warszawie – lokalizacja stacji – Płock,
ul. Reja 29
 zasady wyznaczania lokalizacji stacji pomiarowych monitoringu powietrza w sieci stacji
Inspekcji Ochrony Środowiska w Polsce,
 pomiary parametrów meteorologicznych:
 zasada pomiarów
 wyniki pomiarów
 kalibracja przyrządów
 pomiary stężeń zanieczyszczeń powietrza
 zasada pomiarów
 wyniki pomiarów
 przekazywanie danych pomiarowych do WJOŚ w Warszawie
 analiza danych
 wykorzystanie danych pomiarowych w ocenia jakości powietrza i warunków
meteorologicznych
 udostępnienie danych meteo i jakości powietrza społeczeństwu
 strona internetowa WIOŚ,
 publikacje WIOŚ
 pytania uczestników warsztatów
 jakie są warunki meteorologiczne w Płocku, jak się zmieniają
 jaka jest jakość powietrza w Płocku
 jak ocenia się warunki meteo i jakość powietrza w miejscach, gdzie nie ma stacji monitoringu
( Sierpc, Gostynin, tereny wiejskie) a są potrzebne dane do lokalizacji nowych inwestycji
2. Zajęcia w stacji monitoringu środowiska sieci ZPPKN Orlen SA w Płocku, lokalizacja –
Płock, ul. Wolskiego (Gimnazjum Nr 5).
 emisja zanieczyszczeń powietrza i ciepła z ZPPKN Orlen SA w Płocku – wielkość emisji,
wpływ na zdrowie ludzi, klimat
 pomiary emisji zanieczyszczeń do powietrza i immisji, warunków meteorologicznych
prowadzone przez PKN Orlen SA w Płocku
 ciągłe pomiaru emisji na monitorach i pomiary immisji w ZP PKN Orlen SA w Płocku,
 funkcjonowanie stacji monitoringu na ul. Wolskiego, w Trzepowie, i w Chełpowie
 pomiary meteorologiczne i ich wyniki (prędkość i kierunek wiatru, temperatura)
 pomiary stężeń zanieczyszczeń w powietrzu (SO2, NO2, CO, BTX, ozon)
 wykorzystanie wyników badań pomiarów meteorologicznych i zanieczyszczeń powietrza w
funkcjonowaniu instalacji
 wyniki pomiarów, ich interpretacje i funkcjonowanie instalacji produkcyjnych (możliwości
zmiany parametrów produkcji)
 uciążliwości dla mieszkańców okolicznych wsi i Płocka (uciążliwości odorowe, niemierzalne
przez PKN Orlen)
 dane wykorzystane do oceny jakości powietrza i pomiarów meteo przez WIOŚ w Warszawie i
IMGW w Warszawie (stacja meteorologiczna w Trzepowie).
3. Zajęcia w stacji IMGW w Trzepowie.
 stacja w Trzepowie w systemie stacji monitoringu parametrów meteorologicznych w sieci
IMGW w Polsce
 najbliższe stacje: Toruń, Łódź, Warszawa
 organizacja sieci meteorologicznej (obserwatoria, stacje, posterunki)
























4.
system pomiarów meteorologicznych
w przeszłości
obecnie
budowa stacji meteorologicznej (mierniki, rejestratory, rejestratory odległościowe)
zapisywanie wyników obserwacji – dzienniki i wykazy
przekazywanie danych systemem informatycznym
pomiar promieniowania słonecznego – przyrządy, ich wskazania
pomiar usłonecznienia i oświetlenia – przyrządy, ich wskazania
pomiar temperatury – przyrządy, ich wskazania
parowanie – przyrządy i metody pomiaru
wilgotność powietrza – metody i przyrządy pomiarowe
kondensacja pary wodnej w powietrzu
warunki kondensacji i przyczyny
produkty kondensacji pary wodnej
zachmurzenie, ocena stopnia zachmurzenia
opady atmosferyczne
przyrządy pomiarowe
obserwacja wysokości opadu
pokrywa śnieżna
zjawiska atmosferyczne, obserwacje ich
widzialność pozioma, jej ocena
ciśnienie atmosferyczne
metody i przyrządy pomiarowe
wiatr, pomiary kierunku i prędkości wiatru
Zajęcia w Mazowieckim Ośrodku Geograficznym Uniwersytetu Warszawskiego w
Murzynowie
 badania i pomiary solarnych zasobów energetycznych,
 co to jest promieniowanie słoneczne, promieniowanie bezpośrednie
 rozproszone i całkowite, promieniowanie odbite
 promieniowanie słoneczne i wypromieniowanie Ziemi. ekspozycja
 promieniowanie bezpośrednie i rozproszone, jego skutki, wykorzystanie
 przebieg promieniowania w ciągu doby
 promieniowanie i badanie cieplnych własności gruntów
 bilans promieniowania powierzchni Ziemi, promieniowanie efektywne
 rola Mazowieckiego Ośrodka Geograficznego w Murzynowie dla gmin w przygotowaniach
raportu o warunkach solarnych gminy
 stacja obserwacyjna meteorologiczna MOG, prowadzone badania, obserwacje
 rola badawcza, edukacyjna MOG, pomoc dla przemysłu, administracji samorządowej
 konkretne dane o warunkach solarnych Mazowsza Zachodniego
 możliwości budowy sytemu kolektorów słonecznych i ogniw fotowoltaicznych na Mazowszu
i Ziemi Włocławskiej (instalacje kolektorów słonecznych)
 możliwości budowy elektrowni wiatrowych na Mazowszu i Ziemi Włocławskiej
 (instalacja elektrowni wiatrowej)
5. Monitoring skażeń promieniotwórczych atmosfery
5.1 Sieć monitoringu skażeń promieniotwórczych atmosfery
 początek pomiarów zanieczyszczeń promieniotwórczych atmosfery w Polsce – druga połowa
lat pięćdziesiątych XX w. w celu zbadania wpływu prowadzonych próbnych wybuchów
jądrowych na stopień skażenia przyziemnej warstwy powietrza.
 w 1961r. powstała Służba Pomiarów Skażeń Promieniotwórczych miała na celu wykrywanie
skażeń promieniotwórczych środowiska i żywności na podstawie pomiarów
 sieć wczesnego wykrywania skażeń w IMGW
 w latach 1961 – 1999 – celem było pobieranie całodobowych próbek aerozoli powietrza,
opadów atmosferycznych, pomiaru ich aktywności promieniowania B i wykrywanie nagłych
wzrostów skażeń w przyziemnej warstwie atmosfery
 na dzień 1.01.2007r. 10 stacji IMGW prowadzi badania (Warszawa, Gdynia, Mikołajki,
Gorzów WLK, Poznań, Świnoujście, Legnica, Włodawa, Zakopane, Lesko)
 opracowana jest metodyka pomiarów
 aerozoli powietrza pod kątem aktywności β, zawartości sztucznych β i α nuklidów,
 promieniowania β opadu całkowitego próbek dobowych i opracowania izotopów Cs – 137 i
Sr-90 w próbkach opadu całkowitego (próbki dobowe i miesięczne)
 pomiar mocy dawki promieniowania ϒ (możliwe jest wykrycie każdego wpływu sztucznej
gamy automatycznie i przesłanie sygnału alarmowego – nawet przy niewielkim wzroście
mocy dawki promieniowania produktów rozszczepialnych w stosunku do promieniowania
kosmicznego i tła naturalnego).
5.2 Analiza danych monitoringowych
Lata 1961-2006
 średnia roczna wartość opadu całkowitego wahała się od 1,2 Bq/m2 do 137,5 Bq/m2 dla
okresu wybuchów jądrowych poprzez 53,5 Bq/m2 dla awarii w Czarnobylu, a skończywszy
na przedziale0,9 – 3,3 Bq/m2 dla okresu moratorium
 średnia roczna aktywność β aerozoli wahała się od 0,9 mBq/m3 do 114,5 mBq/m3 dla okresu
wybuchów jądrowych poprzez 26,8 mBq/m3 dla awarii w Czarnobylu, a skończywszy na 0,7
– 2,2 mBq/m3 dla okresu moratorium
 średnia roczna suma aktywności opadu całkowitego wahała się od 0,45 – 38,59 kBq/m2 dla
okresu wybuchów jądrowych poprzez 19,53 kBq/m2 dla awarii czarnobylskiej, a
skończywszy na 0,32 – 1,21 kBq/m2 dla okresu moratorium
Lata 2000-2006
 średnia roczna wartości mocy dawki wahała się od 93,7 do 99,5 nGy/h
 średnia roczna wartości aktywności sztucznych α/β nuklidów wahała się od 4,6 do 30,2
mBq/m3 dla α i od 19,5 do 61,6 mBq/m3 do β
Lata 1981-2006
 średnia roczna zawartość Cs-137 w zbiorczych próbkach opadu całkowitego wahała się od
0,04 do 1,8 Bq/m2. Średnia roczna dla Czarnobyla – 236,6 Bq/m2
 średnia roczna zawartość Sr-90 w zbiorczych próbkach opadu całkowitego wahała się od 0,01
do 1,2 Bq/m2 (dla okresu Czarnobyla – 2,10 Bq/m2)
5.3 Polska znajdowała się pod wpływem różnych stopni skażenia - 1961-1965
 średnie roczne wartości aktywności sztucznych izotopów w 1962 i 1963r. przewyższają
znacznie aktywności z 1965r. (dopływ do przyziemnych warstw atmosfery sztucznych
produktów rozpadu)
 od lat 1962-63 – spadek średnich rocznych wartości aerozoli, opadu całkowitego i opadów
atmosferycznych (rezultat moratorium w dokonaniu eksplozji jądrowych w atmosferze)
 roczne wahanie w/w wartości przy powierzchni ziemi z max w maju (przenikanie skażeń
promieniotwórczych w miesiącach wiosennych prze dziury w tropopauzie)
 dominujące substancje – to sztuczne produkty rozpadu z eksplozji jądrowych w atmosferze
1966-1980
 spadek średnich rocznych wartości aktywności aerozoli, opadu całkowitego i opadów
atmosferycznych (moratorium w dokonaniu eksplozji jądrowych w atmosferze)
 wzrost średnich rocznych wartości aktywności sztucznych radioizotopów w latach 1968-1970
(próbna eksplozja w Chinach)
 roczne wahania wartości pomiarów przy powierzchni ziemi wiosną
 duże przyczyny wzrostu skażeń atmosfery:
 napływ skażonego powietrza w warstwie przyziemnej
 wypadanie zanieczyszczeń promieniotwórczych ze stratosfery
1986r. (Czarnobyl)
 max skażenie atmosfery nad Polską w dniach 28-30 kwietnia spowodowane napływem ze
wschodu suchej masy powietrza wraz ze zmianą cyrkulacji na zachodnią (9.05), aktywność
powietrza zmalała.
 bezdeszczowa pogoda w okresie 28.04-5.05 spowodowane wystąpienia tylko opadu suchego
 podwyższona aktywność opadu całkowitego utrzymały się po awarii w Czarnobylu przez
kilka miesięcy.
1981-2006
 wzrost skażenia powietrza związany z wybuchem w Chinach jesienią 1980r. zaznaczył się w
Polsce wiosną 1981r.
 różnice w mocy dawki na poszczególnych punktach pomiarowych oraz różnica w
aktywnościach średnich rocznych i wieloletnich aerozoli, opadu całkowitego pomiędzy
poszczególnymi stacjami pomiarowymi (zależy to m.in. od lokalizacji stacji, warunków
meteorologicznych i geologicznych).