Разработка метода выявления произвольных опасных загрязнений атмосферного воздуха на основе структурной функции текущих концентраций загрязнителей

Autor: Sadkovyi, Volodymyr, Pospelov, Boris, Andronov, Vladimir, Rybka, Evgenіy, Krainiukov, Olekcii, Rud, Anatoliy, Karpets, Kostiantyn, Bezuhla, Yuliia
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6, № 10 (108) (2020): Екологія; 14-22
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6, № 10 (108) (2020): Экология; 14-22
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6, № 10 (108) (2020): Ecology; 14-22
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: This paper reports the construction of a method for calculating the structural function within a moving window of the fixed size, based on measuring the vector of current concentrations of arbitrary air pollutants. The use of a moving window makes it possible to reveal the current moments of the emergence of inhomogeneities in the polluted atmosphere. In this case, the time shift of the structural function reveals the corresponding time scale of this heterogeneity. It has been shown that, in contrast to the known method, the proposed method makes it possible to reveal the dynamics of the levels and scales of local inhomogeneities of the polluted air using only the current measurements of concentration for an arbitrary number of pollutants. It is noted that the method does not use information about the current meteorological conditions of the atmosphere and the features of urban infrastructure near a pollution control point. Therefore, the method is universal; it could be applied to arbitrary control points of atmospheric pollution across various territories of states. The efficiency of the proposed method was tested using the example of actual measurements of the concentrations of urban air pollutants involving formaldehyde, ammonia, and nitrogen dioxide. The reported results generally indicate the applicability of the proposed method. It has been experimentally established that the method makes it possible to identify, in real time, the areas of local inhomogeneities characteristic of hazardous air pollution associated with the absence of dispersion and accumulation of pollutants in the air. In addition, the method makes it possible to detect in real time both the levels and the scale of inhomogeneities in the polluted atmosphere. It has been experimentally established that before the occurrence of the tested reliable emergency in a polluted atmosphere, the level of local heterogeneity was 0.015 units at its time scale corresponding to 8 counts. Next, by the time of the emergency, the level of heterogeneity decreased to 0.0025 units at the time scale corresponding to 2 counts. It has been experimentally established that for this case the forecast time of the occurrence of an emergency was 4 counts or 24 hours
Розроблено метод обчислення структурної функції в рухомому вікні фіксованого розміру, заснований на вимірах вектора поточних концентрацій довільних забруднювачів атмосферного повітря. Використання рухомого вікна дозволяє виявляти поточні моменти появи неоднорідностей забрудненої атмосфери. При цьому часовий здвиг структурної функції виявляє відповідний тимчасової масштаб цієї неоднорідності. Показано, що, на відміну від відомого методу, запропонований метод дозволяє виявляти динаміку рівнів та масштабів локальних неоднорідностей забрудненого атмосферного повітря, використовуючи тільки поточні вимірювання концентрації для довільного числа забруднювачів. Відзначається, що метод не використовує інформацію про поточні метеорологічні стани атмосфери і особливості забудови поблизу точки контролю забруднень. Тому метод є універсальним і може застосовуватися для довільних точок контролю атмосферних забруднень на різних територіях держав. Працездатність запропонованого методу перевірялася на прикладі реальних вимірів концентрацій забруднювачів міського атмосфери формальдегідом, аміаком і двоокисом азоту. Отримані результати в цілому свідчать про працездатність запропонованого методу. Експериментально встановлено, що метод дозволяє виявляти в реальному часі області локальних неоднорідностей, характерних для небезпечних забруднень атмосферного повітря, пов'язаних з відсутністю розсіювання і накопиченням забруднювачів в повітрі. Крім цього, метод дозволяє виявляти в реальному часі як рівні, так і масштаби неоднорідностей забрудненої атмосфери. Експериментально встановлено, що перед появою тестованої достовірної надзвичайної події в забрудненій атмосфері рівень локальної неоднорідності становив 0,015 од. при її тимчасовому масштабі, відповідному 8 відлікам. Потім до моменту надзвичайної події рівень неоднорідності знизився і склав 0,0025 од. при тимчасовому масштабі, відповідному 2 відлікам. Експериментально встановлено, що для цього випадку час прогнозу появи надзвичайної події склав 4 відліки або одну добу
Разработан метод вычисления структурной функции в движущемся окне фиксированного размера, основанный на измерениях вектора текущих концентраций произвольных загрязнителей атмосферного воздуха. Использование движущего окна позволяет выявлять текущие моменты появления неоднородностей загрязненной атмосферы. При этом временной сдвиг структурной функции выявляет соответствующий временной масштаб этой неоднородности. Показано, что, в отличие от известного метода, предложенный метод позволяет выявлять динамику уровней и масштабов локальных неоднородностей загрязненного атмосферного воздуха, используя только текущие измерения концентрации для произвольного числа загрязнителей. Отмечается, что метод не использует информацию о текущих метеорологических состояниях атмосферы и особенностях застройки вблизи точки контроля загрязнений. Поэтому метод является универсальным и может применяться для произвольных точек контроля атмосферных загрязнений на различных территориях государств. Работоспособность предлагаемого метода проверялась на примере реальных измерений концентраций загрязнителей городской атмосферы формальдегидом, аммиаком и двуокисью азота. Полученные результаты в целом свидетельствуют о работоспособности предлагаемого метода. Экспериментально установлено, что метод позволяет выявлять в реальном времени области локальных неоднородностей, характерных для опасных загрязнений атмосферного воздуха, связанных с отсутствием рассеивания и накоплением загрязнителей в воздухе. Кроме этого метод позволяет выявлять в реальном времени как уровни, так и масштабы неоднородностей загрязненной атмосферы. Экспериментально установлено, что перед появлением тестируемого достоверного чрезвычайного события в загрязненной атмосфере уровень локальной неоднородности составлял 0,015 ед. при ее временном масштабе, соответствующем 8 отсчетам. Затем к моменту чрезвычайного события уровень неоднородности снизился и составил 0,0025 ед. при временном масштабе, соответствующем 2 отсчетам. Экспериментально установлено, что для этого случая время прогноза появления чрезвычайного события составило 4 отсчета или одни сутки
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: