Analiza meteoroloških podatkov do leta 2100

V spodnjem prispevku objavljamo povzetek Analize meteoroloških podatkov do leta 2100. Na dnu strani je na voljo povezava do celotne analize.

Namen naloge je bil določiti potrebne meteorološke podatke, ki so pomembni za pripravo varnostnega poročila lokacije nove jedrske elektrarne Krško (JEK2) in (preliminarnega) Varnostnega poročila JEK2. Prav tako je analiza meteoroloških podatkov pomembna za projektiranje sistemov ponora toplote JEK2. V primeru JEK2 je končni ponor toplote zrak. Pomembni meteorološki podatki, ki definirajo lastnosti sistemov ponora toplote so temperatura suhega termometra, relativna vlažnost in temperatura mokrega termometra, ki predstavlja projektno vrednost za projektiranje varnostnega hladilnega sistema (stolpa) in sistema za odvod odpadne toplote iz sekundarnega sistema (ponor toplote) med normalnim obratovanjem.

V tem projektu smo uporabili merjene meteorološke podatke iz naslednjih virov:

Iz državne meteorološke mreže ARSO smo uporabili podatke z dveh lokacij:

Iz EIS NEK smo uporabili avtomatske meteorološke merilne postaje (AMP), kjer se meritve izvajajo v skladu s standardi Svetovne meteorološke organizacije (WMO). Uporabilismo naslednje postaje:

  • AMP Stolp (postaja na lokaciji NEK, znotraj ograje),
  • AMP Cerklje ob Osnovni šoli Cerklje ob Krki, prej pa na letališču Cerklje,
  • AMP Brežice ob Osnovni šoli Brežice in
  • AMP Krško, v preteklosti na lokaciji VIPAP, kjer je zdaj tovarna Krka.

V tem projektu smo uporabili merjene podatke za naslednje meteorološke spremenljivke:

  • za temperaturo zraka in
  • za relativno vlažnost zraka

in iz teh podatkov izračunali meteorološko spremenljivko

  • temperaturo mokrega termometra.

Osnovni gradniki baze so polurni povprečni podatki za vsako od merjenih meteoroloških spremenljivk. Ti podatki so tudi osnovni gradniki za vse nadaljnje statistične obdelave v tem poročilu. Lokacije postaj prikazuje  slika na desni.

Merjeni podatki z avtomatskih meteoroloških merilnih postaj so načeloma najboljši podatki za cilje tega projekta. To seveda velja, če so izmerjeni na standarden način in s čim manj napakami. Za dolgoročno analizo pa je izjemno pomembno še, da je merilna lokacija reprezentativna za območje, kjer bo nova jedrska elektrarna postavljena, in da se merilna lokacija z okolico dolgoročno gledano ni spreminjala. Tem kriterijem večinoma ustreza postaja AMP Stolp. V primerjavi z ostalimi (novimi) jedrskimi lokacijami po svetu je prednost lokacije JEK2 v tem, da ima predvsem po zaslugi obstoječe jedrske elektrarne NEK na voljo zelo dober meteorološki monitoring za zadnjih 40 let. To omogoča natančno statistično obdelavo, predvsem pri izračunih povratnih dob posameznih parametrov.

Ekstremne vrednosti

Pripravili smo nize vsakoletnih ekstremnih vrednosti za podatke o temperaturi zraka, relativni vlažnosti zraka in temperaturi mokrega termometra. Nizi podatkov so vhodni podatki za postopek izračuna rednosti spremenljivk za različne povratne dobe.

Razvoj meteoroloških podatkov do leta 2100

Cilj te obdelave je bil, da poiščemo kakšna so predvidevanja za spremembe obravnavanih podatkov zaradi prihodnjih pričakovanih podnebnih sprememb.

  • Predvidevanja Agencije Republike Slovenije za okolje (ARSO)

Klimatološki modeli računajo bodoče podnebne spremembe na osnovi izbranih različnih scenarijev manjših ali večjih bodočih emisij toplogrednih plinov. Razlike med rezultati za posamezne scenarije so zelo velike.

Prvi uporaben rezultat za ta projekt je ocena, da se bo do leta 2100 lahko povečala povprečna letna temperatura za območje  Krške kotline z okolico za

  • 1 ⁰C do 2 ⁰C po najbolj ugodnem scenariju RCP4.5 ali pa
  • za 3 ⁰C do 4 ⁰C po najmanj ugodnem scenariju RCP8.5.

Povečanje je računano glede na povprečje v primerjalnem obdobju od leta 1981 do leta 2010.

Drugi uporaben rezultat je, da se bodo zimske dnevne najnižje temperature do leta 2100 za »osrednjo regijo« kamor so uvrstili Krško kotlino, povišale za:

  • 2 ⁰C do 5 ⁰C za različne scenarije.

Povišanje predstavlja glajeno mediano modelskih projekcij. Ekstremi – modelske projekcije z najvišjo vrednostjo pa predvidevajo povišanje tudi do 7⁰C.

Tretji uporaben rezultat je, da se bodo poletne dnevne najvišje temperature do leta 2100 za »osrednjo regijo«, kamor so uvrstili Krško kotlino, povišale za:

  • 1 ⁰C do 4,5 ⁰C za različne scenarije.

Povišanje predstavlja glajeno mediano modelskih projekcij. Ekstremi – modelske projekcije z najvišjo vrednostjo pa predvidevajo povišanje tudi do 6,3⁰C.

Pri interpretaciji in uporabi teh rezultatov je pomembno predvsem to, da so rezultati odvisni od izbranega scenarija bodočih izpustov toplogrednih plinov. Kateri scenarij se bo dejansko uresničil, je odvisno od političnih odločitev po celem svetu, kar je seveda težko predvidljivo.

  • Raziskovalni niz vremenskih napovedi MEIS za 40 let za Krško za lokacijo Stolp in linearen trend za naprej

Nize podatkov, izdelanih z vremenskim napovedovalnim modelom, ki smo ga omenili že v predhodnih odstavkih, smo uporabili tudi za oceno razvoja sprememb teh spremenljivk v prihodnosti.

Za vse obravnavane spremenljivke smo na osnovi izračunanih podatkov za pretekla leta ocenili linearen trend za naprej. Zavedamo se, da je tudi ta metoda zelo nezanesljiva, saj ne vemo, ali bodo fizikalne spremembe, ki pogojujejo podnebne spremembe, delovale z enako spremenljivostjo kot v zadnjih štiridesetih letih.

 

Klimatološki modeli računajo bodoče podnebne spremembe na osnovi izbranih različnih scenarijev manjših ali večjih bodočih emisij toplogrednih plinov. Razlike med rezultati za posamezne scenarije so zelo velike. Kateri scenarij se bo dejansko uresničil, je odvisno od političnih odločitev po celem svetu, kar je seveda težko predvidljivo.

Linearni trendi, ki smo jih izračunali na osnovi vremenskih napovedi MEIS za preteklih 40 let, pa predvidevajo, da bodo fizikalne in druge spremembe, ki pogojujejo podnebne  spremembe, delovale z enakim tempom kot v zadnjih štiridesetih letih. To je prav tako predpostavka, ki vsebuje veliko negotovost, zato so tudi izračunani trendi precej negotovi.

Zato predlagamo, da se za daljša časovna obdobja za prihodnost kot oceno sprememb uporablja predvsem izračunane vrednosti spremenljivk za različne povratne dobe. Pri tem je treba upoštevati tako izračune na osnovi meritev kot tudi izračune na osnovi preteklih izračunov vremenskih modelov, saj ima vsaka od teh metod prednosti in slabosti.

Analiza meteoroloških podatkov