Projekt Microbus

Nové mikroměřítkové nástroje pro kvantifikaci dopravně-urbanistických scénářů v městské zástavbě z pohledu imisních limitů

Projekt Microbus

Cílem projektu je vytvoření nových nástrojů pro hodnocení rozptylu dopravních emisí v městské zástavbě ve vysokém časovém a prostorovém rozlišení. K jejich vytvoření bude použito synergie pokročilých metod, jako jsou výpočetní mechanika tekutin, experimenty v aerodynamickém tunelu, již naměřené koncentrace a mikroklimatické parametry v reálném prostředí městských hotspotů a statistické metody pro odvození ročních statistik, pro něž jsou stanoveny imisní limity. Hlavním výstupem projektu bude software pro hodnocení stávající kvality ovzduší i dopadu dopravních scénářů v městských hotspotech. Výsledky využijí MŽP a městské úřady při návrhu opatření k dosažení imisních limitů.

Desítky let zkušeností: Na projektu MicroBUS se podílejí čtyři přední instituce s dlouholetou tradicí ve výzkumu a hodnocení kvality ovzduší v městském prostředí – Ústav informatiky AV ČR, Ústav termomechaniky AV ČR, Katedra fyziky atmosféry MFF UK a Český hydrometeorologický ústav. Tyto instituce propojují své odborné znalosti a technické zázemí již po desítky let, což se odráží v řadě úspěšně realizovaných projektů zaměřených na problematiku městského klimatu a znečištění ovzduší. Patří mezi ně například projekty Urbi Pragensi, TURBAN či ARAMIS, které významně přispěly k porozumění šíření škodlivin ve složité městské zástavbě a k rozvoji metod pro jejich modelování i sledování. Díky těmto zkušenostem je projekt MicroBUS založen na pevných základech špičkového výzkumu a přináší inovativní pohled na současné výzvy spojené s kvalitou ovzduší ve městech.

K detailní analýze kvality ovzduší využívá projekt MicroBUS kombinaci špičkových experimentálních a výpočetních nástrojů. Fyzikální modelování v aerodynamických tunelech umožňuje realisticky zkoumat proudění vzduchu a šíření znečišťujících látek ve složité městské zástavbě. Druhým základním nástroje jsou numerické simulace pomocí výkonných počítačových modelů, které dokážou zachytit dynamiku proudění a rozptylu škodlivin ve velkých měřítkách a pro různé scénáře. Spojením obou přístupů vzniká robustní metodika, která umožňuje lépe porozumět procesům ovlivňujícím kvalitu ovzduší a poskytnout podklady pro efektivní opatření ke zlepšení životního prostředí ve městech.

Výsledky fyzikálního a numerického modelování jsou v projektu MicroBUS úzce propojeny s měřeními přímo v uličním prostoru. Tento přístup umožňuje nejen ověřovat správnost použitých modelů, ale především přesně identifikovat místa s největším zatížením znečištěním ovzduší. Díky kombinaci simulací, tunelových experimentů a reálných měření lze odhalit tzv. hot-spoty, tedy lokality, kde dochází k hromadění škodlivin a kde je kvalita ovzduší nejvíce ohrožena. Takto získané poznatky tvoří podklad pro efektivní plánování opatření vedoucích ke zlepšení životních podmínek obyvatel měst.

Všechny uvedené přístupy – experimentální modelování v aerodynamických tunelech, numerické simulace i terénní měření – slouží v projektu MicroBUS jako podklad pro tvorbu adaptačních a mitigačních opatření. Ve spolupráci s Ministerstvem životního prostředí, městy a městskými částmi pomáhají výsledky projektu při posuzování místních imisních limitů, navrhování účinných opatření ke snížení znečištění a plánování udržitelného rozvoje měst. Díky propojení vědeckého know-how s potřebami praxe tak projekt přispívá k tvorbě prostředí, které je zdravější a příznivější pro život obyvatel.

Výstupy z modelů je možné poskytnout přímo ve strojově zpracovatelné formě pro další analýzy nebo jako komentované mapy. Ukázka takto zpracovaných výstupů z projektu TURBAN je k dispozici na adrese https://www.project-turban.eu/stories.

Hlavní cíle projektu

  • Vytvoření nástroje pro detailní hodnocení dopadu dopravně-emisních scénářů v dopravních hotspotech

    Komplexní řešení tvořené mikroměřítkovým modelem s připravenými otestovanými konfiguracemi, vstupními daty o zájmových oblastech a nástroji na jejich zpracování, meteorologickými a emisními vstupy, a nástroji na zpracování a prezentaci výsledků.
  • Vyhodnocení nejistot modelovaných imisních ukazatelů

    Emisní vstupy, tvořící základ emisních scénářů, jsou zatíženy širokou paletou nejistot, např. o skladbě současných i budoucích zdrojů emisí (intenzity dopravy, typy vozidel a jejich emisní charakteristiky, dodatečné zdroje emisí - otěry pneumatik a brzd apod.), které jsou obzvláště patrné v případě nepřímých zdrojů emisí (resuspenze prachových částic). Na základě informací o nejistotě emisních zdrojů bude prostřednictvím modelových nástrojů vyhodnocen dopad na hodnoty výsledných koncentrací (imisí). V případě resuspenze, která tvoří hlavní nejistotu emisí aerosolů z dopravy, bude provedena detailní studie s využitím informace o ventilaci ostatních polutantů.
  • Vytvoření imisních map pro dopravně-urbanistické scénáře

    Vybrané scénáře budoucího vývoje spolu s vyhodnocením rozdílů tvořených scénáři navrhovaných opatření (snížení dopravy, vliv lokálních emisí, změny v urbanistických opatřeních apod.)

Řešitelé projektu a jeho financování

Hlavním řešitelem projektu je Ústav informatiky AV ČR. Dalšími spoluřešiteli jsou Ústav termomechaniky AV ČR, Katedra fyziky atmosféry Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Kalovy a Český hydrometeorologický ústav.

Projekt je financován Technologickou agenturou ČR v rámci programu Prostředí pro život 2 a bude realizován v období 2025–2027.

Řešitelé