Vliv rychlosti větru během bouřky 1. července na kvalitu ovzduší7 min čtení

Hodnocení kvality ovzduší není jednoduchý úkol. Jak jsme popsali v předchozích článcích na blogu, existuje obrovská škála faktorů, které zapříčiňují to, jaké jsou v dané lokalitě krátkodobě i dlouhodobě koncentrace konkrétní znečišťující látky. Patří sem například zdroje znečištění v okolí, meteorologické podmínky nebo okolní terén.

Z meteorologických podmínek ovlivňuje kvalitu ovzduší především rychlost a směr větru, dále intenzita slunečního záření, okolní teplota a vlhkost vzduchu a také srážky, ať už pevného či kapalného skupenství.

V tomto článku se podíváme především na vliv rychlosti a směru větru. U směru větru je dopad relativně jednoznačný. Směr větru určuje, kudy se budou znečišťující látky šířit. Tato informace je tedy velmi důležitá při identifikaci zdrojů. Velmi zjednodušeně, pokud v určité dny jsou koncentrace na určitém místě vyšší a tyto dny jsou charakteristické určitým směrem větru, je nutné hledat zdroj tohoto znečištění právě ze směru, ze kterého ten den foukalo.

U rychlosti větru většinou platí, že čím vyšší, tím pro kvalitu ovzduší pozitivnější. Vyšší rychlost větru znamená příznivější rozptylové podmínky. Znečišťující látky se více rozptylují do okolí, spíše než aby se koncentrovaly na konkrétním místě. Tento fakt je dobře vidět na většině koncentračních růžic, kdy nejvyšší koncentrace bývají u středu (nízké rychlosti větru či bezvětří), naopak u kraje růžice bývají koncentrace nižší.

Vždy ale záleží na konkrétních podmínkách. Nyní se zaměříme na konkrétní situaci a to situaci, která nastala v pondělí 1. července 2019 v odpoledních hodinách. Již v brzkých ranních hodinách se teplota vzduchu pohybovala kolem 20 °C a během dopoledne rychle rostla. Ve 14 h odpoledne se teplota vzduchu na stanicích v centru Brna pohybovala až mezi 35 a 36 °C. Na řadě stanic tento den padl teplotní rekord pro daný den, vůbec nejvyšší byla teplota na jihomoravské meteorologické stanici v Kuchařovicích, kde se vyšplhala až na 38,4 °C. Kolem 11 h dopoledne se v oblasti Rokycan začala formovat bouřková činnost, která se pohybovala směrem na východ a zesilovala. V odpoledních hodinách už pak přes území republiky postupoval ze západu na východ pás intenzivních bouřek.

Na území Brna se bouřka prohnala kolem 16 h odpoledne a krátkodobé intenzivní srážky byly doprovázeny silnými nárazy větru. Na stanici Brno-Tuřany, umístěné v otevřeném prostoru byly desetiminutové průměrné rychlosti větru až kolem 50 km/h, s maximálním nárazem 85 km/h. Na stanici Brno-Žabovřesky, umístěné více v centru, byl maximální náraz 59 km/h. Na stanici v Tuřanech napršelo 18 mm, zatímco v Žabovřeskách pouze 4 mm. To také dobře ilustruje velmi lokální charakter srážek.

Ačkoliv by se na první pohled dalo předpokládat, že se v důsledku výrazného zvýšení rychlosti větru a navíc v kombinaci se srážkami (srážky pevného i kapalného skupenství obecně snižují koncentrace znečišťujících látek v ovzduší) výrazně sníží znečištění ovzduší, na některých místech se tato meteorologická situace projevila zcela opačně.

V jednom z předchozích článků jsme psali o stavu na stanici Brno-Zvonařka, která má i v tuto chvíli nejvíce překročení imisního limitu pro 24h koncentraci suspendovaných částic PM₁₀. Příčinou jsou zde jednoznačně intenzivní stavební práce probíhající na několika místech v blízkém okolí stanice. Upozorňovali jsme také na problém nepřikrývání stavebního materiálu, problém vybudování deponie stavebního materiálu v blízkém okolí a s tím spojené rozfoukávání prachu do okolí a významné resuspenzi. Z videa které je zobrazeno níže je dobře patrné, že se do ovzduší před bouřkou vznášela doslova oblaka prachu. Koncentrace prachových částic proto prudce narostly a následně po bouřce vzhledem ke srážkám naopak prudce klesly a to až na hodnotu nižší, než jaká byla před bouřkou. Nejvíce se to pak projevilo právě na stanicích blízko stavenišť.

Prašnost v důsledku vysoké rychlosti větru v okolí Dolního nádraží a Zvonařky v Brně, 1. 7. 2019, 15:41 SELČ. Video: Jáchym Brzezina

Teplota vzduchu

Nejprve se podívejme na graf teploty vzduchu ze stanic imisního monitoringu v Brně. Je zde dobře patrný typický denní trend – nejprve ranní pokles, následně růst, ale kolem 14 h (časy v grafu jsou v UTC, takže v 16 h SELČ) dochází k prudkému propadu z přibližně 35 °C až na 20 °C a to zcela shodně na všech brněnských stanicích.

Suspendované částice PM₁₀

V případě suspendovaných částic je dobře patrný velký rozdíl vlivu bouřky a vysoké rychlosti větru na koncentrace na jednotlivých stanicích. Nejvíce stavebních prací momentálně probíhá v okolí nedaleko od sebe vzdálených stanic Brno-Zvonařka a Brno-Masná. Právě u těchto dvou stanic byl zaznamenán nejvyšší nárůst, v případě stanice Brno-Masná vzrostla hodinová koncentrace PM₁₀ až na 113,0 µg/m³, na Zvonařce na 96,5 µg/m³. Nárůst je však patrný i na dalších stanicích, což pravděpodobně souvisí s vysokými teplotami a suchem v předcházejících dnech a s tím spojeném větším množství prachu na chodnících, vozovkách apod. Když potom kromě vysoké rychlosti větru začalo i intenzivně pršet, koncentrace prachových částic opět rychle klesly a to až na hodnoty nižší, než byly ty před bouřkou.

Oxid dusičitý (NO₂)

Hlavním zdrojem NO₂ v Brně je doprava. Vysoké koncentrace tedy zaznamenáváme zejména na dopravních stanicích. Pokud se podíváme na graf průběhu koncentrací NO₂ 1. července 2019 je dobře vidět ranní nárůst během dopravní špičky a to především právě na třech dopravně nejzatíženějších stanicích Úvoz (hot spot), Zvonařka a Svatoplukova. Při zvýšení rychlosti větru kolem 16 h SELČ dochází k prudkému propadu koncentrací (zlepšují se rozptylové podmínky a NO₂ na rozdíl od prachových částic není rozfoukáván z povrchu) na všech stanicích, avšak po skončení bouřky a opětovném snížení rychlosti větru koncentrace na totožných dopravních stanicích opět v důsledku pokračující dopravy vzrostly. Snížení pak vidíme opět večer s utlumením dopravní intenzity.

Závěr

Jak je tedy vidět z výše uvedených grafů, obecně platné pravidlo nemusí vždy být platné a je třeba podrobně sledovat i okolí a znát podmínky v daný moment na daném místě. U NO₂ je dobře vidět chod, který lze při vysokých rychlostech větru očekávat, u suspendovaných částic je chod přesně opačný, což pro dané stanice také bylo možné očekávat vzhledem k jejich poloze a činnostem v okolí. Stejně tak daná data a video potvrzují dřívější popis o situaci kolem stanice Brno-Zvonařka a potvrzují důležitost jednoho z doporučení, kterým bylo přikrývání stavebního materiálu v okolí, aby se zabránilo právě tomu, co se stalo 1. července.

Jáchym Brzezina

vedoucí oddělení kvality ovzduší

Rád si hraji s daty, tvořím webové aplikace a hledám cesty, jak věci někam posunout. Na ČHMÚ pracuji na pozici vedoucího oddělení kvality ovzduší, vytvořil jsem a spravuji tento blog, jsem administrátorem Facebook, Instagram a Twitter účtu ČHMÚ, jsem členem skupiny mobilní aplikace ČHMÚ a mám na starost anglickou větev našeho Facebook účtu. Podílím se na projektech napříč různými odděleními ČHMÚ a jsem project manager kontroly dat Evropské databáze emisí na čemž spolupracuji s Evropskou agenturou pro životní prostředí v Kodani.

Na ČHMÚ pracuji od roku 2014, práce mě moc baví a to nejen díky náplni, ale i skvělým kolegyním a kolegům.

Jsem také autorem nejpoužívanější šablony stránek pro uživatele meteostanic, používané ve více než 65 zemích ve více než 30 jazycích.