|
|
Spatio-temporal distribution of atmospheric aerosol in urban and rural environment
Bendl, Jan ; Hovorka, Jan (vedoucí práce) ; Mikuška, Pavel (oponent) ; Vojtíšek, Michal (oponent)
Kvalita ovzduší v Evropě zůstává významným problémem v oblasti životního prostředí, který ovlivňuje zdraví a kvalitu života obyvatel. Stacionární síť monitorování kvality venkovního ovzduší sice umožňuje sledovat hlavní trendy, ale vzhledem k vysoké časoprostorové proměnlivosti atmosférického aerosolu není plně reprezentativní pro osobní expozici občanů. Proto jsou zapotřebí měření s vysokým časovým a prostorovým rozlišením, která umožní sledovat jak dynamiku aerosolu, tak identifikovat horká místa a zdroje znečištění. To je nezbytný předpoklad pro úspěšná cílená opatření ke zlepšení kvality ovzduší. Práce se zaměřuje na charakterizaci časoprostorového rozložení atmosférického aerosolu v obydleném prostředí. Byly vyvinuty a použity nové systémy pro mobilní měření určené pro charakterizaci venkovských, městských a příměstských oblastí. Byly provedeny experimenty vedoucí k rozlišení zdrojů aerosolu a stanovení jeho toxikologických účinků. Byl vyvinut nový mobilní měřicí systém pro měření osobní expozice a mapování znečištění v městském a venkovském prostředí. Systém byl použit k měření kvality ovzduší v mnichovském metru a odhalil vysokou dynamiku aerosolů s výrazně vyššími koncentracemi především hrubých částic - především oxidů železa z kolejnic a otěrů kol - ve srovnání s okolním ovzduším (rukopis...
|
|
|
Urban Ventilation Dependence on Geometric Configuration
Kukačka, Libor ; Jaňour, Zbyněk (vedoucí práce) ; Carpentieri, Matteo (oponent) ; Uruba, Václav (oponent)
Název práce: Ventilace městské zástavby v závislosti na jejím geometrickém uspořádání Autor: RNDr. Ing. Libor Kukačka Katedra: Katedra fyziky atmosféry Vedoucí disertační práce: prof. RNDr. Zbyněk Jaňour, DrSc., Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i. Abstrakt: Cílem práce je výzkum vlivu geometrie městské zástavby na její ventilaci za použití fyzikálního modelování proudění v aerodynamickém tunelu. Za účelem měření advektivního a turbulentního transportu znečištění uvnitř složité geometrie městské zástavby, navíc ve vysokém časovém rozlišení, byla vyvinuta speciální měřící metoda. Touto metodou bylo nejprve proměřeno šíření znečištění napříč křižovatkou uvnitř zjednodušené zástavby z přízemního bodového zdroje umístěného v uličním kaňonu, a to pro čtyři různé směry větru. Následně bylo simulováno šíření znečištění ve složitější zástavbě, přičemž bylo použito přízemního liniového zdroje znečištění vlastní konstrukce, pomocí něhož byly modelovány emise z automobilové dopravy. V rámci tohoto experimentu byly proměřeny tři typy uličních kaňonů s různou geometrií při kolmém a šikmém směru větru na podélnou osu kaňonů. Na základně proměření svislých bočních a vodorovných ploch uzavírající uliční kaňony byl zjištěn zásadní vliv geometrie městské zástavby a směru nabíhajícího větru na procesy ventilace. Zatímco v...
|
|
|
Dynamika distribuce částic atmosférického aerosolu v mezní vrstvě atmosféry
Esterlová, Jana ; Hovorka, Jan (vedoucí práce) ; Jančík, Petr (oponent)
Mezní vrstva atmosféry je vrstvou vzduchu s šířkou přibližně do 1 km nad zemských povrchem. Povrchová těžba je jednou z aktivit, která znečišťuje vzduch v této vrstvě, jelikož generuje částice nejčastěji o velikosti aerodynamického průměru kolem 1 - 10 µm - hrubé částice. Společnosti, které provádí těžbu v těchto dolech, za tyto emise dle zákona platí. Tyto emise však nejsou experimentálně měřeny, ale vypočítávají se na základě rovnice složené z faktorů jako je např. velikost dolu atd. Některé práce ukázaly signifikantně vyšší koncentraci frakce Coarse (hrubého aerosolu) nebo PM10 v okolí těchto dolů. Jiné práce však zjistily, že původ těchto vyšších koncentrací není v aktivitách dolu, nýbrž v aktivitách přímo v místě měření nebo v blízkosti. Neexistuje mnoho prací, které měří koncentrace částic atmosférického aerosolu přímo v ovzduší dolu. Tato práce ukazuje výsledky měření za pomoci vzducholodi ve vzdušném prostoru povrchového dolu a nad ním. Místem experimentu byl hnědouhelný důl Bílina v severních Čechách, ve významné těžební oblasti. Měření se uskutečnila v prosinci 2017. K měření hmotnostní a početní koncentrace bylo využito APS - Aerodynamic Particle Sizes Spektrometr společnosti TSI, který dělí data do kanálů podle velikostí částic. Integrační čas přístroje byl 1s a vzducholoď sbírala data...
|
|
|
Proudění a difúze uvnitř městské zástavby
Chaloupecká, Hana ; Jaňour, Zbyněk (vedoucí práce) ; Brechler, Josef (oponent)
Název práce: Proudění a difúze uvnitř městské zástavby Autor: Hana Chaloupecká Katedra: Katedra meteorologie a ochrany prostředí Vedoucí diplomové práce: prof. RNDr. Zbyněk Jaňour, DrSc., ÚT AV ČR, v. v. i. e - mail vedoucího: janour@it.cas.cz Abstrakt: Jedinečnost měst spočívá i v tom, že se zde nalézá výstavba rozličných tvarů. Hlavním tématem této práce je porovnání šíření koncentrací v zástavbách odlišných typů. Zabývali jsme se domy tvořenými jednotlivými kvádry dvou odlišných délek rozestavených rovnoběžně, poté na dvory. Ke zkoumání šíření znečištění v těchto sídlištích jsme zvolili metodu fyzikálního modelování. K tomuto účelu jsme v první části práce nejprve shrnuli teorii o mezní vrstvě atmosféry a fyzikálního modelování. Dále jsme se zabývali již experimenty. Měření probíhalo na modelu v měřítku 1 : 300 v aerodynamickém tunelu Ústavu termomechaniky AV ČR, v. v. i. v Novém Knínu. Ověřili jsme požadavky kladené na podobnost reálné mezní vrstvy a mezní vrstvy modelované v tunelu. Při samotném měření koncentrací v sídlištních zástavbách jsme nesledovali vlečku táhnoucí se od zdroje znečištění, ale studovali jsme úlohu k této inverzní. Měřili jsme koncentrace ve dvou pevných bodech vypouštěných postupně v různých bodech námi definovaných sídlišť. Výsledky ukázaly citlivost šíření koncentrací na tvar...
|
|
|
Skleníkové plyny v atmosféře - nový typ měření v České republice
Čermáková, Lenka ; Sedlák, Pavel (vedoucí práce) ; Zíková, Naděžda (oponent)
Současný stav, vývoj a funkčnost ekosystémů jsou značně ovlivněny probíhající globální změnou, která je pravděpodobně způsobena nárůstem koncentrací skleníkových plynů v atmosféře, pocházejících především z lidské činnosti. Ekosystémy jsou do jisté míry schopny se s následky této globální změny samy vyrovnávat, a zajišťovat tak své trvání do budoucnosti. Pro pochopení sil určujících globální změnu potřebujeme podrobné kvalitní údaje pocházející z dlouhodobých pozorování. Kvantifikace toků látek a energií v různých ekosystémech a ocenění schopnosti ekosystémů vázat vzdušný uhlík nám umožní modelovat jejich vývoj, a to jak v podmínkách současných, tak za podmínek možné globální změny. V práci jsou představeny současné metody výzkumu toků látek v mezní vrstvě atmosféry, jsou vyzdviženy jejich výhody a je poukázáno na jejich nedostatky. Zároveň práce umožňuje hlubší seznámení se a poznání novější metody pozorování prostřednictvím tzv. stožárových observatoří. V práci jsou uvedeny některé již existující stožárové observatoře a jsou popsány jejich způsoby a metody měření. Část práce je věnována stožárové observatoři, jejíž výstavba je plánována v nejbližší době na území České republiky mezi obcemi Košetice a Křešín u Pacova. Poskytuje přehled o metodách, přístrojovém a technickém vybavení a zázemí této nové...
|
|
|
Vertikální profil teploty vzduchu v mezní vrstvě atmosféry
Gvoždíková, Blanka ; Pešice, Petr (vedoucí práce) ; Sedlák, Pavel (oponent)
Předkládaná bakalářská práce se zabývá problematikou mezní vrstvy atmosféry, přičemž diskutovány jsou především její teplotní vlastnosti, které v blízkosti zemského povrchu vykazují značnou proměnlivost. Konkrétně byla k tomuto účelu vybrána observatoř v Kopistech u Mostu, u níž je umístěna stožárová stanice pro výzkum mezní vrstvy atmosféry. Pro doplnění dat z meteorologického stožáru se navíc využilo měření teploty vzduchu na observatoři Milešovka ležící nedaleko od Kopist, která díky své nadmořské výšce a charakteristickému postavení v krajině může reprezentovat situaci ve volné atmosféře. Z porovnání různých výškových hladin však vyplývá, že měření teploty na Milešovce je znatelně ovlivňováno působením aktivního povrchu, což musíme brát při interpretaci zpracovaných dat v úvahu. Výhodou stále je, že analýza vrstvy vzduchu mezi Kopisty a Milešovkou dává představu o časově spojitém chování teplotních charakteristik. V této práci jsou podrobně popsány chody teploty vzduchu a teplotních gradientů v několika výškových stupních, proměnlivost teplotního zvrstvení vzduchu nebo např. výskyt a rozsah teplotních inverzí.
|
|
|
Mathematical modelling of air-flow in geometrically complicated areas
Fuka, Vladimír ; Brechler, Josef (vedoucí práce) ; Fürst, Jiří (oponent) ; Jaňour, Zbyněk (oponent)
Tato práce prezentuje počítačový model Charles University Large-eddy Microscale Model (CLMM) a příklady jeho využití. Je to numerický model pro výpočty proudění a rozptylu příměsí v mezní vrstvě atmosféry. CLMM řeší Navierovy-Stokesovy rovnice nestlačitelného proudění v Boussinesqově aproximaci a popisuje turbulentní proudění pomocí metody simulace velkých vírů. Dále jsou představeny tři příklady použití modelu. V prvním případě je model použit pro simulaci stabilní mezní vrstvy nad plochým terénem. Druhý příklad ukazuje použití modelu pro řešení proudění stabilně teplotně zvrstveného vzduchu přes překážky. Poslední příklad ukazuje výpočet proudění a rozptylu nebezpečné látky v městské zástavbě. Tato poslední studie byla provedena v rámci akce COST ES1006 a používá soubor experimentů "Michelstadt" pro validaci modelu.
|
|
|
Charakteristiky proudění a difúze velikosti mikroměřítka uvnitř městské zástavby
Kukačka, Libor
Název práce: Charakteristiky proudění a difúze velikosti mikroměřítka uvnitř městské zástavby Autor: Libor Kukačka Katedra: Katedra meteorologie a ochrany prostředí Vedoucí diplomové práce: prof. RNDr. Zbyněk Jaňour, DrSc., ÚT AV ČR, v.v.i. e-mail vedoucího: janour@it.cas.cz Abstrakt: Studium šíření znečišťujících látek v ovzduší městských aglomerací je jedním z důležitých úkolů výzkumu v oblasti životního prostředí. Hlavním tématem práce bylo kvantitativní studium proudění a difúze v symetrické městské zástavbě v závislosti na směru nabíhajícího proudění. V práci byla uvedena základní teorie k metodě fyzikálního modelování mezní vrstvy atmosféry. Měření probíhalo na modelu městské zástavby v měřítku 1:200 v aerodynamickém tunelu Ústavu termomechaniky Akademie věd ČR, v.v.i. v Novém Kníně. Během měření byly ověřeny požadavky kladené na podobnost reálné mezní vrstvy a mezní vrstvy modelované v aerodynamickém tunelu. V oblasti pravoúhlé křižovatky byla pro několik směrů nabíhajícího proudu proměřena pole rychlostí proudění, koncentrací a toků pasivní příměsi. Výsledky prokázaly značnou citlivost struktury pole proudění na směr nabíhajícího proudu, což významně ovlivňovalo ventilaci ulic ve studované oblasti. Klíčová slova: znečištění ovzduší, mezní vrstva atmosféry, fyzikální modelování, difúze pasivní...
|
|
|
Dynamika distribuce částic atmosférického aerosolu v mezní vrstvě atmosféry
Esterlová, Jana ; Hovorka, Jan (vedoucí práce) ; Jančík, Petr (oponent)
Mezní vrstva atmosféry je vrstvou vzduchu s šířkou přibližně do 1 km nad zemských povrchem. Povrchová těžba je jednou z aktivit, která znečišťuje vzduch v této vrstvě, jelikož generuje částice nejčastěji o velikosti aerodynamického průměru kolem 1 - 10 µm - hrubé částice. Společnosti, které provádí těžbu v těchto dolech, za tyto emise dle zákona platí. Tyto emise však nejsou experimentálně měřeny, ale vypočítávají se na základě rovnice složené z faktorů jako je např. velikost dolu atd. Některé práce ukázaly signifikantně vyšší koncentraci frakce Coarse (hrubého aerosolu) nebo PM10 v okolí těchto dolů. Jiné práce však zjistily, že původ těchto vyšších koncentrací není v aktivitách dolu, nýbrž v aktivitách přímo v místě měření nebo v blízkosti. Neexistuje mnoho prací, které měří koncentrace částic atmosférického aerosolu přímo v ovzduší dolu. Tato práce ukazuje výsledky měření za pomoci vzducholodi ve vzdušném prostoru povrchového dolu a nad ním. Místem experimentu byl hnědouhelný důl Bílina v severních Čechách, ve významné těžební oblasti. Měření se uskutečnila v prosinci 2017. K měření hmotnostní a početní koncentrace bylo využito APS - Aerodynamic Particle Sizes Spektrometr společnosti TSI, který dělí data do kanálů podle velikostí částic. Integrační čas přístroje byl 1s a vzducholoď sbírala data...
|
|
|
Urban Ventilation Dependence on Geometric Configuration
Kukačka, Libor ; Jaňour, Zbyněk (vedoucí práce) ; Carpentieri, Matteo (oponent) ; Uruba, Václav (oponent)
Název práce: Ventilace městské zástavby v závislosti na jejím geometrickém uspořádání Autor: RNDr. Ing. Libor Kukačka Katedra: Katedra fyziky atmosféry Vedoucí disertační práce: prof. RNDr. Zbyněk Jaňour, DrSc., Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i. Abstrakt: Cílem práce je výzkum vlivu geometrie městské zástavby na její ventilaci za použití fyzikálního modelování proudění v aerodynamickém tunelu. Za účelem měření advektivního a turbulentního transportu znečištění uvnitř složité geometrie městské zástavby, navíc ve vysokém časovém rozlišení, byla vyvinuta speciální měřící metoda. Touto metodou bylo nejprve proměřeno šíření znečištění napříč křižovatkou uvnitř zjednodušené zástavby z přízemního bodového zdroje umístěného v uličním kaňonu, a to pro čtyři různé směry větru. Následně bylo simulováno šíření znečištění ve složitější zástavbě, přičemž bylo použito přízemního liniového zdroje znečištění vlastní konstrukce, pomocí něhož byly modelovány emise z automobilové dopravy. V rámci tohoto experimentu byly proměřeny tři typy uličních kaňonů s různou geometrií při kolmém a šikmém směru větru na podélnou osu kaňonů. Na základně proměření svislých bočních a vodorovných ploch uzavírající uliční kaňony byl zjištěn zásadní vliv geometrie městské zástavby a směru nabíhajícího větru na procesy ventilace. Zatímco v...
|
host ::
RSS.