The Particulate Matter Source Apportionment Technology (PSAT) is used together with PMCAMx, a regional chemical transport model, to estimate how local emissions and pollutant transport affect primary and secondary particulate matter concentration levels in European megacities such as Paris, London and Po Valley. The case of Paris megacity was investigated in detail. During the summer and the winter period examined, only 13% of the PM2.5 is due to local Paris emissions, with 36% due to mid range (within 500 km from the center of the Paris) sources and 51% resulting from long range transport (more than 500 km from the center of the Paris). The local emissions contribution to elemental carbon (EC) is significant, with almost 60% of the EC originating from local sources during both summer and winter. Approximately 50% of the fresh primary organic aerosol (POA) originated from local sources and another 45% from areas 100-500 km from the receptor region during summer. Regional sources dominated the secondary PM components. More than 70% of the sulfate originated from SO2 emitted more than 500 km away from the center of the Paris. Also more than 45% of secondary organic aerosol (SOA) was due to the oxidation of VOC precursors that were emitted 100-500 km from the center of the Paris. Long range sources are more important during winter because the photochemical activity is lower. PSAT results for contributions of local and regional sources were also compared with observation-based estimates from field campaigns that took place during the MEGAPOLI project. PSAT predictions are in general consistent with these estimates OA and sulfate but PSAT predicts lower transported EC for both seasons. / Ο καταμεριστικός αλγόριθμος ατμοσφαιρικών σωματιδίων (PSAT, Particulate Matter Source Apportionment Technology) χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με το τρισδιάστατο μοντέλο χημικής μεταφοράς PMCAMx με σκοπό να εκτιμήσει κατά πόσο οι τοπικές εκπομπές και η μεταφορά της ρύπανσης επηρεάζουν τα πρωτογενή και τα δευτερογενή επίπεδα σωματιδιακών συγκεντρώσεων σε Ευρωπαϊκές μεγαλουπόλεις όπως το Παρίσι, το Λονδίνο και η κοιλάδα του ποταμού Πάδου στη βόρεια Ιταλία (Po Valley). Η περίπτωση του Παρισιού μελετήθηκε λεπτομερώς. Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και του χειμώνα που εξετάστηκε, μόνο το 13% των PΜ2.5 σωματιδίων προέρχονται από τοπικές πηγές, 36% προέρχεται από ενδιάμεσες πηγές (μεταξύ 500 km από το κέντρο του Παρισιού) και 51% από απομακρυσμένες περιοχές (σε αποστάσεις μεγαλύτερες των 500 km από το κέντρο του Παρισιού). Η συνεισφορά των τοπικών πηγών στο στοιχειακό άνθρακα είναι σημαντική, 60% περίπου του στοιχειακού άνθρακα προέρχεται από τοπικές πηγές κατά τη διάρκεια τόσο του καλοκαιριού όσο και του χειμώνα. Σχεδόν 50% των φρέσκων πρωτογενών οργανικών σωματιδίων (POA) προέρχονται από τοπικές πηγές και 45% από περιοχές 100-500 km από των αποδέκτη κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Οι συνεισφορά από απομακρυσμένες περιοχές κυριαρχεί στα δευτερογενή σωματίδια. Περισσότερο από 70% των θεϊκών σωματιδίων προέρχεται από διοξείδιο του θείου το οποίο εκπέμπεται από αποστάσεις μεγαλύτερες των 500 km από το κέντρο του Παρισιού. Επίσης περισσότερο από το 45% των δευτερογενών οργανικών σωματιδίων οφείλεται στην οξείδωση των πτητικών οργανικών ενώσεων (VOCs) που εκπέμπονται από 100 έως 500 km μακριά από το κέντρο του Παρισιού. Οι απομακρυσμένες περιοχές είναι πιο σημαντικές κατά τη διάρκεια του χειμώνα λόγω της ελάχιστης φωτοχημείας. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τον αλγόριθμο PSAT για τις συνεισφορές των τοπικών όσο και των απομακρυσμένων περιοχών επίσης συγκρίνονται με μετρήσεις πεδίου από πειραματικές διατάξεις στο πλαίσιο του διεθνούς προγράμματος MEGAPOLI. Ο αλγόριθμος PSAT προβλέπει γενικά ικανοποιητικά τις συνεισφορές σε σχέση με αυτές που υπολογίστηκαν από τις μετρήσεις πεδίου.

Στα πλαίσια της εργασίας θα ασχοληθούμε με την μεθοδολογία υπολογισμού των ρυθμών εκπομπής αέριων ρύπων στα αστικά κέντρα της Ελλάδας. Οι πήγες της ατμοσφαιρικής ρύπανσης διακρίνονται σε σημειακές, επιφανειακές, ανθρωπογενείς και φυσικές. Στο πρώτο στάδιο θα γίνει καταγραφή και κατηγοριοποίηση των διαφόρων πηγών για τις Ελληνικές συνθήκες με βάση την διεθνή βιβλιογραφία. Οι μέθοδοι προσδιορισμού των ρυθμών εκπομπής θα διερευνηθούν. Συνήθως οι υπολογισμοί απαιτούν δυο ειδών παραμέτρους: την ένταση μιας δραστηριότητας (π.χ πόσα χιλιόμετρα διανύονται σε μια περιοχή από τα αυτοκίνητα μιας ορισμένης κατηγορίας σε μια περιοχή), και τον ρυθμό εκπομπής ανά μονάδα της δραστηριότητας (π.χ εκπομπές οξειδίων του αζώτου ανά χιλιόμετρο). Ανάλογα με την πηγή οι μέθοδοι μπορεί να είναι πιο πολύπλοκοι ή να απαιτούν την γνώση μεταβλητών που δεν είναι εύκολο να βρεθούν. Οι διαφορετικές προσεγγίσεις θα συγκριθούν τόσο με βάση την ακρίβεια τους όσο και με την δυνατότητα εφαρμογής τους στην Ελλάδα. Το τελικό αποτέλεσμα της εργασίας θα είναι μια αναλυτική μεθοδολογία υπολογισμού των εκπομπών ρύπων σε μια Ελληνική πόλη και συγκεκριμένα στην πόλη της Πάτρας, όπου θα μελετηθεί η εκπομπή αέριων ρύπων από τα επιβατικά πλοία τα οποία χρησιμοποιούν το λιμάνι της Πάτρας. Η παρούσα εργασία θα στοχεύσει στον προσδιορισμό της συγκέντρωσης αέριων ρύπων (σωματιδίων PM) στο αστικό κέντρο της Πάτρας, λαμβάνοντας ως πηγή ρύπων τα επιβατικά πλοία που παραμένουν στο Λιμάνι της Πάτρας. Η συγκέντρωση των αέριων ρύπων τέλος, θα υπολογισθεί με χρήση της Gaussian Plume Formula [JS Seinfeld and SN Pandis: “Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change”, 2nd edition, John Willey & Sons, INC]. / -