VII.2. Az ALOHA Gauss-modell

Az amerikai NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration -  www.noaa.gov) és EPA (Environmental Protection Agency – www.epa.gov) által közösen kifejlesztett ALOHA (Areal Locations of Hazardous Atmospheres) egyszerű gaussi terjedési modell, amely közvetlen veszélyhelyzetek elhárítására készült, ezért egyszerű kezelőfelülettel, és rendkívül rövid (néhány másodperc időtartamú) futási idővel rendelkezik. Az ALOHA lokális skálán – a kibocsátó forrástól számított 10 km sugarú körben alkalmazható (http://response.restoration.noaa.gov/aloha). Grafikus megjelenítésének köszönhetően a döntéshozók kezébe azonnali és közérthető segítséget ad olyankor, amikor a baleset során veszélyes gázok kerülnek a légkörbe. A közvetlen baleseti helyzetek mellett alkalmazzák környezeti hatástanulmányokban (SWCA, 2010), illetve más modellekkel való összevetésben statisztikai és érzékenységi vizsgálatok elvégzésére is (Bubbico és Mazzarotta, 2008).

A modellt alapvetően egyes esetek szimulációjára tervezték, de megfelelő automatizálás után, feltételezett baleseteket szimulálva (vagy folytonos kibocsátás esetén a tényleges értékeket megadva), részletes időbeli felbontású (pl. órás) meteorológiai adatbázis segítségével hosszabb – akár több éves – időszakra is megadható a szennyezőanyag csóva szélirányok szerinti statisztikai eloszlása.

VII.2.1. Az ALOHA modell bemenő adatai

Az ALOHA modell a következő bemenő adatokat használja:

  1. kibocsátási hely: földrajzi szélesség, tengerszint feletti magasság, beépítettségi viszonyok (választható), környezet (választható),

  2. idő: időzóna, idő (UTC),

  3. kibocsátás: kémiai anyag, egyszeri/folyamatos kibocsátás, kibocsátás időtartama, kibocsátott anyag tömege, kibocsátás magassága,

  4. meteorológiai állapotjelzők: szélirány, szélsebesség, borultság, hőmérséklet, relatív nedvesség,

  5. légköri stabilitás: sugárzási és szélviszonyok alapján Pasquill-féle stabilitási kategóriák (automatikus, vagy a felhasználó által is megadható),

  6. alacsonyszinti (1500 m alatti) inverzió magassága,

  7. felszíni érdességi hosszskála (z0) értéke.

Az ALOHA terjedésszámító program egyszerű adatbeviteli felülete

VII.1. ábra. Az ALOHA terjedésszámító program egyszerű adatbeviteli felülete. Szélirány, szélsebesség adott magasságban, érdességi magasság és felhőzet megadása.

A terjedés jellemzőit, azaz a gaussi eloszlások szélességét a Gauss-modelleknél alkalmazott Pasquill-féle stabilitási osztályok alapján adja meg a modell. A felszínről és az inverziós rétegről a csóva tökéletes visszaverődését feltételezi. A függőleges szélprofilt a felszíni érdesség alapján számítja, amelyre három kategóriát állapít meg: „open country” (nyitott vidéki terület), „urban/forest” (város/erdő) és „open water” (nyílt vízfelszín) eseteket. A légköri állapotjelzők és az azokból származtatható paraméterek beolvasási felületeit a VII.1. és a VII.2. ábra mutatja.

Az ALOHA terjedésszámító program egyszerű adatbeviteli felülete

VII.2. ábra. Az ALOHA terjedésszámító program egyszerű adatbeviteli felülete. Léghőmérséklet, stabilitási osztály, inverzió magassága, relatív nedvesség megadása.

VII.2.2. Az eredmények megjelenítése

Az ALOHA grafikus felületet biztosít a veszélyeztetett területek megjelenítésére. Mivel az időjárási elemekben bekövetkező változást a szoftver nem tudja kezelni, a modellezett idő legfeljebb 1 óra, a forrástól számított távolság maximum 10 km lehet.

Az ALOHA program megjelenítő felülete

VII.3. ábra. Az ALOHA program megjelenítő felülete. Az egyes határértékek túllépése a terjedés irányában (tesztfuttatás: ammónia kibocsátás).

Az ALOHA térképen jeleníti meg azokat a területeket, ahol a felszíni koncentráció eléri az ERPG (Emergency Response Planning Guidelines) határértékek valamelyikét. A piros, narancssárga és sárga színkódú területek az ERPG-3, ERPG-2, illetve ERPG-1 határértékek túllépését jelentik (VII.3. ábra). Az egyes gázokra vonatkozó ERPG értékeket a modell automatikusan kezeli, de egyéni határértékek is beállíthatók. A kimenet az ArcGIS és a Google Earth programokban is megjeleníthető (VII.4. ábra).

Példa az ALOHA program alkalmazására

VII.4. ábra.Az ALOHA alkalmazása: egy feltételezett baleset során 100 kg ammóniát bocsátottunk ki egy perc alatt a Paksi Atomerőmű bejáratához vezető útszakaszon. Az egyes színek az ammóniára vonatkozó különböző határérték túllépéseket jelentik.