Eksempelstudie for Statens Vegvesen Vegdirektoratet: Vind- og spredningssimuleringer

Abstract

Denne rapporten har som formål å kartlegge og illustrere hvordan Forsvarets forskningsinstitutts (FFIs) kompetanse og metodikk knyttet til vind- og spredningsberegninger for urbane miljøer kan bidra til å møte behovene til Statens Vegvesen og andre etater i forbindelse med luftforurensningsprediksjon og byplanlegging. Rapporten beskriver en begrenset mulighetsstudie knyttet til vind og spredning i deler av Oslo. Studien er ment å avdekke eventuelt grunnlag for videre utviklingsarbeid.

Prosjektet beskrevet i rapporten består av to faser: I fase 1 er det utført en enkel intervjurunde for å grovt kartlegge kunnskapsbehov og ubesvarte spørsmål, og dessuten hvilken eksisterende metodikk som benyttes hos Vegvesenet og andre etater. Denne informasjonen har så dannet grunnlag for valg av og forberedende arbeid til en problemstilling FFI har jobbet videre med i fase 2, der numeriske beregninger av lokal vind og spredning utføres og tolkes.

Fase 1 er dekket i et tidligere notat, men er også inkludert i denne rapporten for å gi nødvendig kontekst og gjøre rapporten selvforklarende. Resultatene fra FFIs beregninger, samt drøfting av disse, utgjør den resterende delen av rapporten. Resultatene viser at for forurensning over lang tid, store avstander og fra mange kilder er de lokale geometriske detaljene generelt mindre viktige og kan parametriseres, for eksempel ved bruk av overflateruhets-modeller. For kortvarige eller høyintense enkeltkilder kan lokale forhold derimot spille en rolle. Større geometriske trekk, slik som Ekebergåsen eller annen topografi, kan være viktig også for forurensning over lengre tid og avstand.

En konseptuell metodikk for beregning av lokale vindroser er også foreslått, og seks lokale vindroser er beregnet som eksempler. Typiske geometri-effekter er tydelige i flere av de lokale vindrosene, og rosene skiller seg tidvis sterkt fra den globale vindrosen for Oslo.

The present report aims to determine and illustrate how the Norwegian Defence Research Estasblishment’s (FFI’s) knowledge and methodology related to wind and dispersion calculations for urban areas can contribute to addressing the needs of the Norwegian Public Road Administration (NPRA) and other agencies within the area of air-pollution modeling and urban planning. The report describes a limited study related to wind and dispersion in parts of Oslo. The study aims to uncover potential grounds for further research and development.

The project described in this report comprises two phases: In phase 1, a series of simple interviews have been conducted to roughly map out the existing need for knowledge, as well as which modeling methodologies that are currently being used, by the NPRA and other related agencies. This information forms the basis for the formulation of and preparations to a specific scenario involving numerical simulation of local wind and dispersion, which is performed and analyzed in phase 2.

Phase 1 has been reported in an earlier FFI note, but it is nevertheless included here to provide more context and clarity. The results of FFI’s computations and related discussions comprises the remainder of the report. The results show that for long-term, long-range air pollution from multiple sources, local geometrical details are generally not important and can be parameterized, for example by means of surface-roughness models. On the other hand, for short-term or single high-intensity pollution sources, local features may be relevant. Larger geometrical features, such as the Ekeberg hill or other topography, may also be important for pollution in the longer term and over greater distances.

A conceptual methodology for calculating local wind roses have been suggested as well, and six local wind roses have been calculated as examples. Typical geometry effects are evident in several of the local wind roses, and the roses are often distinctly different from Oslos’s global wind rose.