Operational Procedure for Emission Reduction Assessment

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1 Operational Procedure for Emission Reduction Assessment The PREVEST/Atmo~rhenA System : air quality model and assessment in Alsace Blond N. (CNRS), Rivière E. (ASPA) Deprost R., Clair P., Perron G., Schneider C.(ASPA), Clappier A. (UDS) 2th June 211 Opera 1st Annual Conference 1

2 Outlines : AQ Decisional structure Upper Rhine area and air quality Geographical situation Air pollution context System of Emission Models Tools for management of Regional Emission Inventories and computation of Emission Cadaster and Scenarios System of Atmospheric Models : PREVEST/Atmo~rhenA Daily transboundary and transregional air quality forecasting Simulation of theoritical scenarios Simulation of short term scenarios (local emergency measures) Simulation of long term scenarios (european long term policies) 2th June 211 Opera 1st Annual Conference 2

3 Provisions for AQ in France and Alsace 1996 Law on Air and Rational Use of Energy Decisions/actions in case of emergency Police and regional Commissioners Air quality monitoring Population information Air quality objectives Atmosphere protection plans >25 inhabitants Urban transport plans > inhabitants In charge : Approved but independent Air Quality Monitoring Associations Ingenior experts Local authorities State services Environmental associations Manufacturers Regional coordination : Regional air quality Programs Regional Scheme for Climate, Air quality, and Energy (SRCAE) 2th June 211 Opera 1st Annual Conference 3

4 Upper Rhine Area Geographical situation Alsace between the Vosges and the Black Forest. South and West winds induce south winds in the valley. East winds induce North wind in the valley. Vosges mountains Rhenanie-Palatina Alsace Baden-Württenberg Black Forest mountains North-West of Switzerland 2th June 211 Opera 1st Annual Conference

5 Air pollution context High source of emissions (mainly industrial pollution) Influencing the valley in north winds situation Dense populated area with several cities along the valley. Several industrial sites. High traffic (with heavy trucks coming from all over Europe). NOx Annual emissions 2th June 211 Opera 1st Annual Conference 5

6 AQ Assessment tools : From annual inventory to hourly emission cadaster EMISS AIR Areal emissions Speciation and aggregation COVNM and PM (CITEPA/IER/ASPA) Abatement reductions for scenarios Punctual emissions MANAG AIR Linear emissions Spatial distribution (CLC) Hourly emissions cadaster with speciation Emissions limit areas (EMEP) Temporal distribution (CITEPA/IER/ASPA) 2th June 211 Opera 1st Annual Conference 6

7 AQ Assessment tool : Atmo~rhenA system Meteorological boundary conditions : NCEP analysis or GFS forecast Chemical boundary conditions (climatology) Hourly emissions cadaster with speciation Landuse and topography Outputs : wind fields, humidity, temperature, optical thickness, precipitation 45km² 15km² Atmo~rhenA 3km² Outputs: O 2th June 211 Opera 1st Annual Conference 3, NO X, COV, PM1, PM2.5 7

8 Expert websites to view forecasts Weather Chemistry 2th June 211 Opera 1st Annual Conference

9 Public website and supply an urban model ASPA website and Atmo~rhenA model URBAN AIR Strasbourg and Mulhouse 2th June 211 Opera 1st Annual Conference

10 NO x [%] 2 4 NO x [%] 2 4 PM1 modélisées pour Strasbourg du 18 au 22 février PM1 modélisées pour Mulhouse du 18 au 22 février PM1 à Strasbourg du 18 au 22 février 27 79% 21% PM1 à Mulhouse du 18 au 22 février 27 78% 22% PM1 modélisées pour Strasbourg du 14 au 18 mars PM1 modélisées pour Strasbourg du 18 au 22 novembre élisées pour Strasbourg du 18 au 22 février PM1 modélisées pour Mulhouse du 18 au 22 février Isoplètes Isopleths d ozone of ozone en centre ville 12 Isoplètes Isopleths d ozone of ozone dans le in panache the downtown Ozon Isoplethen - Example in Stadtmitte of Ozon Isoplethen in der Abluftfahne Exemple de Bâle Place Saint Johann plume PM1 Omodélisées 3 4 pour Strasbourg du Exemple - Example 19 au 23 du décembre nord de 27 Strasbourg of north Bâle Beispiel Saint Basel Johann St.-Johann-Platz Place 1 [μg/m2 3 ] Beispiel Standort of Strasbourg nördlich von Straßburg O [μg/m ] élisées pour Strasbourg du 14 au 18 mars PM1 modélisées pour Mulhouse du 14 au 18 mars PM1 modélisées 4 pour Strasbourg du 22 au 26 décembre lisées pour Strasbourg du 18 au 22 novembre 27 PM1 modélisées pour Mulhouse du 18 au 22 novembre COVNM 73 NMVOC [%] COVNM NMVOC [%] PM1 modélisées pour Mulhouse du 14 au 18 mars Influence of local emissions on AQI in Upper Rhine Case of ozone daily maxima : 158 PM1 à Strasbourg du Case of PM daily means : 18 au 22 novembre PM1 modélisées pour Mulhouse du 18 au 22 novembre 27 PM1 modélisées pour Mulhouse du 19 au 23 décembre 27 79% 78% PM1 à Strasbourg du 18 au 22 février 27 21% PM1 à Strasbourg du 14 au 18 mars 27 45% PM1 modélisées 55% pour Mulhouse du 22 au 26 décembre 62% 27 PM1 à Strasbourg du 18 au 22 novembre % % PM1 à Mulhouse du 18 au 22 février 27 22% PM1 à Mulhouse du 14 au 18 mars 27 38% PM1 à Mulhouse du 18 au 22 novembre 27 7% 3% PM1 à Strasbourg du 14 au 18 mars 27 55% 27 83% 17% 45% PM1 à Strasbourg du 19 au 23 décembre 27 81% 19% PM1 à Strasbourg du 22 au 26 décembre 27 91% 9% PM1 à Mulhouse du 14 au 18 mars 27 62% 38% PM1 à Mulhouse du 18 au 22 novembre 27 7% 3% PM1 à Mulhouse du 19 au 23 décembre 27 83% 17% PM1 à Mulhouse du 22 au 26 décembre 27 87% 13% lisées pour Strasbourg du 19 au 23 décembre th June 211 PM1 modélisées pour Mulhouse Opera du 22 au 26 décembre 1st 27 Annual Conference PM1 à Strasbourg du PM1 à Mulhouse du 22 1 lisées pour Strasbourg du 22 au 26 décembre 27 Ozone isopleths for 12 june 23 PM1 modélisées pour Mulhouse du 19 au 23 décembre PM1 à Strasbourg du 19 au 23 décembre 27 81% 19% 22 au 26 décembre 27 PM1 à Mulhouse du 19 au 23 décembre 27 Red : PM1 from local emissions Yellow : PM1 from boundaries 83% 17% au 26 décembre 27

11 Realistic scenarios for short term concerning pollutant NO 2 «Emergency measures» project (28) Scenarios road maximal speed limit, alternated traffic, combination of both measures Reference Road speed limit :7 km/h Reference Road speed limit :7 km/h Alternated traffic Combination of both measures Regional scale Urban scale (Example of Mulhouse) Alternated trafic Combination of both measures 2th June 211 Opera 1st Annual Conference

12 Long term scenario concerning pollutant O 3 INTERREG III project (26) Scenarios 22 : CLE, MEDIUM, MTFR Application to boundary conditions (LISA) Base CLE Areas exceeded the threshold of population exposure (1 µg/m 3 ) June 12, 23 2th June 211 Opera 1st Annual Conference

13 Long term scenario concerning pollutant O 3 Basecase 2 CLE 22 A LOW 22 Respective influence of reductions in boundary or local emissions on ozone in Upper Rhine (1/2) Impact of several long term European scenarios on ozone maxima (ug/m 3 ) : case of 12 June 23 B MEDIUM 22 C HIGH 22 MTFR 22 Emission reductions are applied to Europe and Upper Rhine. 2th June 211 Opera 1st Annual Conference 13

14 Respective influence of reductions in boundary or local emissions on ozone in Upper Rhine (2/2) CLE22 - Basecase2 Long term scenario concerning pollutant O 3 CLE22 only on boundaries CLE22 only in the domain Same order of differences : application of emission reduction to the boundaries (or not) has a great impact 2th June 211 Opera 1st Annual Conference 14

15 End Thank you for your attention 2th June 211 Opera 1st Annual Conference