MODITIC - simulation report on operational urban dispersion modelling

European Defence Agency prosjektet B-1097-ESM4-GP “MOdelling the DIspersion of Toxic Industrial Chemicals in urban environments” (MODITIC) har i perioden 2012—2016 studert utslipp og transport av nøytrale og ikke-nøytrale kjemikalier i et komplekst bymiljø for å øke forståelsen av de dominerende fysiske prosessene som er involvert. Dette er viktig for å forbedre de verktøyene som benyttes for urban spredningsmodellering i EDA-landene. I arbeidspakke WP6000 ble det undersøkt hvilke muligheter deltakerlandene har til å benytte operasjonelle modeller for å håndtere spredning av tunge gasser i et komplekst bymiljø. De operasjonelle modellene QUIC, PUMA, ARGOS og PMSS som ble brukt i denne studien, krever ulik grad av ekspertise og ferdigheter. Gjennomføringstiden for simuleringene varierer fra minutter til timer. Den vanskeligste og mest tidkrevende delen er oppsett av modellene og å kople dem til meteorologiske data og beskrivelse av kildetermen. De operasjonelle modellene er generelt konservative og overestimerer konsentrasjonsnivåene nær utslippet. Dette kan føre til overdrevne beskyttelsestiltak. Programvaren QUIC synes å fungere bra ved bruk av den tilhørende tung-gass-undermodellen for felttestene med ammoniakk ved INERIS. Den seneste utviklingen av PUMA, som håndterer tunge gasser på en semi-lineær måte for å gi svar raskt nok, har blitt testet med lovende resultater innenfor dette prosjektet. Tung-gass-modellen i ARGOS gir også gode resultater fra tunge gasser spredt på et åpent område, men kan ikke samtidig håndtere hindringer. Vindtunneleksperimenter med spredning av nøytrale og ikke-nøytrale gasser i en del av Paris ble også benyttet. Her ble det observert en tendens for modellene til å overestimere konsentrasjonen med en faktor tre til fem nær utslippet og underestimere tilsvarende på større avstander. ARGOS og PMSS ble testet kun på nøytral gass i Paris-eksempelet og oppførte seg tilfredsstillende. Overestimering av konsentrasjonen på baksiden av bygninger og underestimering av konsentrasjonen i hovedgatene ble vanligvis observert. Det eksisterer en tung-gass-modell for PMSS, men denne var ikke tilgjengelig for bruk i løpet av dette prosjektet. Så langt som disse modellene ble testet, konkluderes det med at kun QUIC kan håndtere både hindringer og tunge gasser samtidig. PUMA ble modifisert til å håndtere tunge gasser, men mangler funksjonalitet for bruk i bymiljøer. PMSS og ARGOS ble delvis validert i et bymiljø ved bruk av en nøytral gass, men en modell for håndtering av tung gass må testes (PMSS) eller utvikles (ARGOS). ARGOS URD er egnet for å brukes i tettbebygde områder, men kan kun håndtere nøytrale gasser. Disse modellene er ikke automatiserte og krever varierende grad av ekspertise for å kunne benyttes. Fordelen framfor CFD-modeller er at de har lave krav til datakraft, men krever forholdsvis lang tid for oppsett av modellen sammenlignet med kjøretid. I framtiden er det nødvendig å utvikle programvare som kan håndtere spredning av tunge gasser i et bymiljø.