Lähtötiedot

Luotettavat lähtötiedot perustana

Leviämismallintamista varten voidaan tarvita monia lähtötietoja päästölähteistä, kohteen pinnanmuodoista ja rakennusten sijoittelusta, meteorologisista olosuhteista sekä ilman epäpuhtauksien taustapitoisuuksista. Lähtötietojen tarkkuudella on oleellinen vaikutus mallinnustuloksen luotettavuuteen.
 

Mallinnettavat epäpuhtaudet

Autoliikenteen päästöillä on yleensä suurin vaikutus paikalliseen ilmanlaatuun kaupunkisuunnittelukohteissa. Autoliikenteen ilmanlaatuvaikutusten arviointia varten on tarpeen mallintaa ainakin typpidioksidin (NO2) pitoisuus, koska sen raja- ja ohjearvot voivat ylittyä vilkasliikenteisillä alueilla. Suositeltavaa on myös mallintaa pienhiukkasten (PM2,5) pitoisuudet. Lisäksi hengitettävien hiukkasten (PM10) pitoisuuksista on tarpeen esittää vähintäänkin asiantuntija-arvio ja mielellään myös mallinnustuloksia. Hiilimonoksidin (CO) eli hään pitoisuudet ovat nykyään selvästi alle ohjearvojen, minkä vuoksi sen mallintaminen ei ole yleensä perusteltua.
 
Liikenteen pienhiukkaspäästöt aiheutuvat pakokaasun hiukkasista ja katupölystä, joka on peräisin mm. tiepäällysteen, hiekoitusepelin, tiesuolan, renkaiden ja jarrujen kulumatuotteista. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuteen katupölyllä on erityisen merkittävä vaikutus, sillä suurin osa katupölystä kuuluu karkeaan hiukkaskokoluokkaan (PM10-2,5). Katupölyn mallintaminen on nykymalleilla vielä melko epävarmaa, koska sen muodostuminen ja ilmaan nouseminen (ns. resuspensio) riippuu monista vaikeasti määriteltävistä tekijöistä.
 

Päästömäärät ja mallinnusvuosi

​Autoliikenteen päästöjen leviämismallintamista varten tarvitaan päästömäärät tieosuuksittain ja arvio niiden ajallisesta vaihtelusta. Päästölaskennassa käytetään mm. seuraavia tietoja tai arvioita: liikennemäärät eri vuorokaudenaikoina, todelliset matkanopeudet, eri ajoneuvoluokkien osuudet eli ajoneuvojakauma ja ajoneuvoluokkien nopeusriippuvat päästökertoimet mallinnettaville epäpuhtauksille. Päästökertoimista, liikennemääristä ja ajoneuvojakaumista tullaan kokoamaan lisätietoa HSY:n verkkosivuille liikenteen päästö- ja pitoisuuslaskurin yhteyteen (valmistuu vuonna 2011).
 
Autojen pakokaasupäästöt (NOx ja PM2,5) vähenevät tulevaisuudessa kiristyvien päästönormien myötä, mutta toteutuvien päästöjen suuruuteen liittyy suurta epävarmuutta. Esimerkiksi uusien autojen typenoksidipäästöt (NOx) laskevat selvästi tulevina vuosina, mutta jotkut uusista pakokaasujen puhdistustekniikoista lisäävät suoran typpidioksidipäästön (NO2) määrää. Leviämismallintamisessa onkin perusteltua käyttää liikenteen nykypäästöjä tai korkeintaan lähitulevaisuuteen ulottuvia päästöennusteita (esim. 10 vuotta), jotta voidaan varmistaa leviämisselvityksen riittävä luotettavuus ja hyvä ilmanlaatu heti kohteen rakentamisen aloittamisesta alkaen. Katupölyn pitoisuudet saattavat jopa nousta tulevaisuudessa, mikäli liikennemäärät kasvat.
 

Maastonmuodot ja rakennukset

​Maastonmuodot sekä rakennusten korkeus ja sijainti määräävät kohteen avoimuuden ja tuulettuvuuden. Tämän vuoksi topografia ja rakennusten sijoittelu ovat keskeisiä leviämismallinnuksen lähtötietoja. Esimerkiksi korkeiden rakennusten reunustamilla kaduilla tuulettuvuus on erityisen heikko, minkä vuoksi päästöt leviävät ja laimenevat huonosti. Näin ollen epäpuhtauksien pitoisuudet voivat nousta korkeiksi pienilläkin liikennemäärillä kapeissa katukuiluissa. Samalla tavoin laaksoissa ympäröivät korkeat maastonmuodot heikentävät tuulettuvuutta ja nostavat saastepitoisuuksia. Myös meluvallit ja -aidat sekä tiivis ja korkea kasvillisuus vaikuttavat hieman epäpuhtauksien leviämiseen, mutta leviämismallit eivät yleensä pysty huomioimaan kunnolla näin yksityiskohtaisten rakenteiden vaikutusta saastepitoisuuksiin.
 

Meteorologiset olosuhteet

​Meteorologisilla olosuhteilla on ratkaiseva vaikutus ilmansaasteiden leviämiseen, laimenemiseen ja ilmakemialliseen muutuntaan. Erityisen huonoksi ilmanlaatu heikkenee tyynellä ja selkeällä säällä inversiotilanteessa, jolloin päästöjen leviäminen ja laimeneminen on hyvin heikkoa sekä vaaka- että pystysuunnassa.  Mallinnukseen tarvittavia meteorologisia lähtötietoja ovat mm. tuulen suunta ja nopeus sekä ilmakehän sekoitustehokkuutta ja -korkeutta kuvaavat muuttujat. Paras käsitys ilmakehän sekoitustehokkuudesta ja -korkeudesta saadaan meteorologisten luotaushavaintojen perusteella.
 
Meteorologisen aineiston tulee olla alueellisesti ja ilmastollisesti edustava, eli sen tulee perustua mahdollisimman läheltä ja samankaltaisesta ympäristöstä mitattuihin havaintoihin, jotta aineisto kuvaa hyvin mallinnusalueen olosuhteita. Ilmastollisen edustavuuden kannalta on oleellista, että mallinnus tehdään usean vuoden jaksolle. Tällöin aineistoon osuu varmemmin mukaan myös saasteiden leviämisen ja laimenemisen kannalta erityisen heikkoja sääjaksoja.
 

Taustapitoisuudet

​Mallintamisessa ei pystytä huomioimaan kaikkia kohteen ilmanlaatuun vaikuttavia päästölähteitä. Tämän vuoksi mallinnettuihin tuloksiin lisätään epäpuhtauksien taustapitoisuus eli pitoisuus, joka aiheutuu muista kuin mallinnettavista päästöistä. Esimerkiksi jos mallinnuksessa huomioidaan vain yksittäisen katukuilun päästöt, voidaan muista lähteistä peräisin olevien päästöjen vaikutus pitoisuuksiin huomioida lisäämällä tulokseen kaupunkitausta-alueella mitatut pitoisuudet. Otsonin (O3) taustapitoisuus on myös tarpeen huomioida mallinnuksessa, sillä se vaikuttaa typenoksidien 
ilmakemialliseen muutuntaan.